發(fā)布時間：2018-11-21 17:31

【摘要】：直接空冷系統(tǒng)的風機和驅動裝置在運行過程中,往往會引起支承風機系統(tǒng)的風機橋架產生較大的振動,而風機橋架的振動與風機系統(tǒng)的運行頻率及風機橋架的動力特性等有關。風機橋架的振動過大,將給電廠的安全運行帶來隱患。本文以山西右玉電廠直接空冷風機橋架振動研究項目為依托,采用現(xiàn)場實測與有限元數(shù)值模擬分析相結合的方法,對直接空冷風機系統(tǒng)和風機橋架的振動性能開展了較為系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)風機橋架的振動主要來源于風機系統(tǒng)運行時作用于風機葉片上的渦流激振力,風機葉片的渦流激振頻率約等于風機基本轉頻與風機葉片數(shù)的乘積；在綜合分析風機橋架振動現(xiàn)場實測數(shù)據和有限元數(shù)值模擬分析結果的基礎上,提出了風機轉軸擾力計算方法的設計建議和減震建議方案。主要研究結論如下。 (1)引起風機橋架振動的擾力因素主要有：風機系統(tǒng)初始狀態(tài)偏心所產生的離心力作為激振力的強迫振動；葉片的氣動力產生的升力和阻力對風機軸產生的彎矩和扭矩效應,即彎曲-扭轉耦合振動；當風機系統(tǒng)的運行速度提升,空氣流場中由葉片產生的渦流激振效應會作用于風機葉片,加劇了風機系統(tǒng)及風機橋架的振動。其中,空氣流場中由葉片產生的渦流激振效應是引起風機橋架發(fā)生劇烈振動的主要原因之一。 (2)通過風機系統(tǒng)及風機橋架的現(xiàn)場振動測試和有限元數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)風機橋架的振源主要來源于風扇葉片產生的渦流激振效應,振源的頻率等于風機轉頻與風扇葉片數(shù)的乘積；風機運行時因轉子偏心作用的慣性力也是引起風機橋架振動的原因之一,但相對于風扇葉片產生的渦流激振效應引起的風機橋架振動而言,風機運行時因轉子偏心作用的慣性力引起的風機橋架振動較小,對風機橋架的振動不起控制作用。風機橋架結構設計時,風機橋架的自振頻率應避開風扇葉片產生的渦流激振頻率,同時也宜避開風機的轉動頻率。這是從設計層面控制風機橋架振動最為有效的減振措施之一。 (3)5葉片風機在50Hz-55Hz轉頻運行時,風機葉片的渦流激振頻率為8.585Hz-9.44Hz,與風機橋架水平或豎直方向的一階自振頻率接近；6葉片風機在40Hz-55Hz轉頻運行時,風扇葉片產生的渦流激振頻率為8.238Hz～11.328Hz,與風機橋架水平或豎直方向的一階自振頻率接近,可能引起風機橋架發(fā)生“類共振”現(xiàn)象。 (4)通過對風機系統(tǒng)電動機振源的動力響應測試,發(fā)現(xiàn)振源烈度隨轉頻不同而發(fā)生明顯變化,其基本規(guī)律是：在20Hz-30Hz轉頻的范圍,振源烈度緩慢增大,到達30Hz轉頻時振源烈度達到一個極大值點；在30Hz-45Hz轉頻的范圍內,振源烈度相對平穩(wěn),振源烈度變化不大；在45Hz-55Hz轉頻的范圍內,振源烈度隨轉頻增加而增大,到達55Hz轉頻后,振源烈度達到另一個極大值點,該點也是所有轉頻下風機系統(tǒng)振源烈度的最大值。 (5)通過風機系統(tǒng)及風機橋架的現(xiàn)場振動測試和有限元數(shù)值模擬分析,從主動控制振源振動和被動加固風機橋架兩個方面提出了一系列減振措施(包括：通過增加葉片數(shù)減振；通過降低電動機的高度減振；通過加大風機橋架欄桿的剛度減振；通過將水平支撐直接加到風機基礎板上減振等),可供直接空冷風機橋架振動設計與改造參考。 (6)風機轉軸軸向應變頻譜曲線的應變峰值出現(xiàn)在風機葉片的渦流激振頻率附近,風機轉軸截面總彎矩的最大值并不是隨著風機轉頻的增大而增大,而是在某些轉頻區(qū)段出現(xiàn)峰值。風機轉軸截面總彎矩峰值的變化規(guī)律與現(xiàn)場實測的風機橋架的動力響應規(guī)律及振源烈度隨轉頻不同而發(fā)生明顯變化的規(guī)律是基本一致的。根據風機系統(tǒng)及風機橋架的現(xiàn)場振動測試和有限元數(shù)值模擬分析結果,本文提出了風機轉軸擾力(即風機轉軸截面總彎矩)的近似計算公式的設計建議,可供直接空冷風機橋架結構設計時參考。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM621;TU834.4

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李愛平;王龍濤;劉雪梅;;起重機橋架廣義模塊化快速設計的研究與實現(xiàn)[J];中國工程機械學報;2009年04期

2 楊梅菊;賴磊捷;谷國迎;朱利民;;微納制造裝備中拱形橋架的結構優(yōu)化設計[J];機械設計與研究;2012年01期

3 陳振豪;耐火橋架的選用[J];軍民兩用技術與產品;2003年11期

4 李娜;李繁生;;施工中橋架的選擇[J];建筑電氣;2011年02期

5 曹占興;;談機電工程橋架安裝[J];山西建筑;2012年08期

6 李家森;蔣曉妍;張占福;;歐式天車橋架制造工藝淺析[J];有色礦冶;2013年03期

7 王殿祥;樊信;姜鳳英;馬凱青;;電纜橋架選材與防腐技術[J];機械工程師;1993年01期

8 夏彥超;高寶龍;;起重機橋架整體加工工藝介紹[J];科技致富向導;2012年30期

9 龔善初;孫培明;;大圓形軌雙橋架式起重機橋架的穩(wěn)定性和抗振性能[J];起重運輸機械;2006年04期

10 肖玉玲;;耐火橋架選用注意事項[J];天津科技;2008年02期

相關會議論文 前9條

1 李艷;孫長松;王建軍;魯齊偉;孫鵬;;網格式橋架優(yōu)點分析及在海洋平臺上的應用綜述[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集(上)[C];2011年

2 伍彥均;梁汝波;;400t運輸橋架設計及應用[A];施工機械化新技術交流會論文集（第八輯）[C];2007年

3 田翠華;崔麗麗;;起重機橋架變形和修復[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產技術與學術交流會論文集（下）[C];2010年

4 過玉卿;金光振;;用板架模型計算雙梁橋架的內力[A];中國機械工程學會物料搬運學會第二屆年會論文集（三）--金屬結構[C];1984年

5 邢海軍;汪西應;申永軍;;空腹桁架式橋架有限元計算及分析[A];第二屆中國CAE工程分析技術年會論文集[C];2006年

6 劉冬霞;梁力;李明;;起重機橋架主梁結構優(yōu)化設計[A];第18屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2009年

7 沈恒源;程建棠;;管桁架龍門吊制作工藝及橋架預拱控制[A];中國鋼結構協(xié)會鍋爐鋼結構分會第十三屆年會論文集[C];2012年

8 胡慶明;周培德;張洪亭;;單梁橋式起重機橋架結構的有限元分析[A];中國機械工程學會物料搬運學會第二屆年會論文集（三）--金屬結構[C];1984年

9 王宗彥;吳淑芳;舒柱兵;秦慧斌;;橋式起重機橋架參數(shù)化設計關鍵技術研究[A];自主創(chuàng)新 實現(xiàn)物流工程的持續(xù)與科學發(fā)展——第八屆物流工程學術年會論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前4條

1 ;節(jié)能專利產品，助鎮(zhèn)江萬奇橋架騰飛[N];江蘇科技報;2007年

2 本報記者 金國其　通訊員 王春泉;扮“綠”橋架的“發(fā)明大王”[N];中國工業(yè)報;2010年

3 本報記者 金國其;橋架之鄉(xiāng)的國家標準起草人[N];中國工業(yè)報;2011年

4 特約記者 龔輝平;國內最大液壓橋架絞車在綠問世[N];中國船舶報;2008年

相關博士學位論文 前1條

1 周全;直接空冷風機橋架振動研究[D];武漢大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 李婷婷;橋式起重機橋架結構靜動態(tài)分析及多目標優(yōu)化[D];中北大學;2016年

2 鮑善勝;橋式起重機薄板箱型梁結構快速建模分析與優(yōu)化[D];太原科技大學;2015年

3 郭炳磊;通用型QD10-22.5橋式起重機橋架結構的有限元分析[D];廣西大學;2016年

4 李輝;輕量化橋式起重機橋架優(yōu)化設計及其系統(tǒng)實現(xiàn)[D];大連理工大學;2016年

5 劉萍;輪軌接觸分析及其對橋架結構的影響[D];武漢科技大學;2012年

6 張玉;臂橋架起重機防搖系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2009年

7 熊印生;風機橋架振動響應實測與理論分析[D];北方工業(yè)大學;2011年

8 趙飛;多臺空冷風機工作狀態(tài)橋架振動特性數(shù)值模擬研究[D];北方工業(yè)大學;2011年

9 楊海明;鑄造起重機橋架參數(shù)化建模與子結構應力集中分析[D];太原科技大學;2012年

10 吳銳;臂橋架變幅系統(tǒng)金屬結構力學性能分析[D];武漢理工大學;2008年

，

本文編號：2347714