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大型球磨机的结构 工 程 中 的振 动 问 题 工程中的振动问题 介 绍 目 的 通过实例显示工程中振动问题的重要性 通过实例显示工程中振动问题的多样性 解决振动问题的思路 1 振动问题的几个实例 矿山通风机叶片开裂的治理 风机的减震和隔震 海洋平台的减震 200MW汽轮发电机油膜振荡的根治 大型球磨机端盖开裂原因分析和治理措施 矿山通风机叶片开裂的治理（1990年） 平顶山矿 2K58-30通风机。 沈阳风机厂生产。 1988年11月至1989年10月，14支叶片开裂，故被煤炭部冻结销售。 要求分析开裂原因，提出根治的措施。 2K58-30通风机的结构示意 转速 600r/min。 动叶片两级，各12片。 前、后导叶 13片。 中导叶 17片。 叶片中空，用钢板卷成，然后铆上支杆。 开裂部位在叶片下边(轴向)，铆钉孔处(45度向)。 裂纹长度30~90mm，最长达190mm。 通风机叶片的结构示意 叶片模态分析的实验框图 电荷放大器 电荷放大器 动态信号分析仪 打印机 绘图仪 存储器 加速度计 力锤 固定支座 叶片 力传感器 用实验方法得到叶片的各阶固有频率、振型和阻尼 模态 No.1:弯曲型 模态 No.2:扭转型 模态 No.3:壳体型 模态 No.4:壳体型 频率：79.69Hz 频率：146.87Hz 频率：232.81Hz 频率：265.63Hz 阻尼：0.10% 阻尼：0.46% 阻尼：0.76% 阻尼：0.99% 叶片的前四阶模态参数 扰动频率带为红色区，能激起叶片第二阶频率（扭转）共振。 叶片开裂的形态和扭转疲劳破坏相吻合。 叶片开裂原因分析 0 50 100 150 200 250 300 Hz No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 13 17 改造前： 前导叶数 z1 =13， 后导叶数 z1 =13， 中导叶数 z2 =17, 机器转速为 n=10Hz。 扰动频率为nz1和 nz2。 再要考虑?15%的安全裕度。 扰动频率带为绿色区，不会激起叶片共振。 改进工艺，减小叶片制造质量和频率分散度。 19 11 0 50 100 150 200 250 300 Hz No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 改造后 更改导叶的数目 前导叶数 z1 =11， 后导叶数 z1 =11， 中导叶数 z2 =19, 机器转速为 n=10Hz。 扰动频率为nz1和 nz2。 叶片开裂的根治 风机的减震和隔震（1996年） 2 北京燕山石化一厂聚苯一烯车间，屋顶上装有三台通风机F-730、731、732。 振动强烈，电机多次烧毁、零部件损坏、厂房开裂、恶化环境。 要求分析原因，采取有效的减震和隔震措施。 改造前风机的安装布置 风机参数 F-730：25.0HP 2940r/min ， 铝质叶轮 F-731：18.5kW 2970r/min ， 钢质叶轮 F-732：18.5kW 2993r/min ， 钢质叶轮 改造前风机的模型和特性 改造措施 制一公共机架，增加机架质量。 改善电机和风机的对中，对风机作动平衡。 用减振器支承机架，隔离机架与屋顶钢架。 改造后风机的安装布置 改造后风机的模型和特性 振动减为原来的1/2至1/3。 环境大大改善。 零部件不再意外损坏。 耗电为原来的70%。 风机的改造效果 海洋平台的减震（1983年） 渤海公司埕北油田A平台。 钻机开动时，平台振动强烈，生活区工人很难入睡。 强烈振动有可能影响平台的寿命。 要求分析原因，采取有效的减震措施。 钻机转速有三档，现用一档。 三档转速为： n=90，120，150r/min 平台高度为 20多米，面积有如半个足球场。 海洋平台的结构示意 初步观察： 走廊作水平转动，平台四角作 切向运动，故平台作扭转振动。 有限元计算： 第一阶扭振固有频率1.12Hz 实测： 固有频率1.1Hz。 扭转扰动频率：1.5Hz 海洋平台的减震分析 结论： 平台为处于扭转共振中。 海洋平台的减震措施 措施： 钻机改用第二档。 后果： 振动大大减小。 生产效率提高近50%。 200MW汽轮发电机组油膜振荡的根治（1992年） 200MW机组全国有100多台在运行。 由于历史原因，该机设计工作做得不充分。 新乡电厂、秦岭电厂曾先后发生毁机事故。 运行中表现出稳定性较差。西安熱工所普查发现，三分之一机组有低频振动成分。 要求对该机组作稳定性校核分析，并提出提高机