基于ANSYS的旋转床转鼓系统动力学分析.pdf

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1、第8期机械设计与制造2011年8月MachineryDesign&Manufacture163文章编号：1001—3997(2011)08—0163—02基于ANSYS的旋转床转鼓系统动力学分析术赵冬梅金应贵刘来宝(西南科技大学制造科学与工程学院，绵阳621010)DynamicanalysisonthedrumsystemofrevolvingbedbasedonANSYSZHAODong-mei，JINYing—gui，LIULai-bao(CollegeofManufacturingScienceandEngineer，SouthwestUniversityofScie

2、nceandTechnology，Mianyang621010，China)s’一十十瞳斤十一十4十一十毫十斗’一十d§十、晕q、．、”十●q、曩开、§’1、毫十M一1、q、e一’一+【摘要】旋转床转鼓系统的动力学性能影响旋转床的运行效果，是旋转床设计的重要技术指标。应用ANSYS软件建立旋转床转鼓系统的三维有限元模型，在转鼓系统静力学分析的基础上进行动力学分析。通过静态和动态两种状态下转鼓系统固有频率和振型的对比，研究转速对旋转床转鼓系统固有频率的影响。结果表明，转速使得转鼓系统的固有频率减小；在一定范围内，可能导致转鼓的强烈振动，需要提高转鼓系统的刚度。为旋转床转鼓系统动

3、态设计提供依据。关键词：旋转床；转鼓系统；动力学分析【Abstract】Dynamiccharacteristicsofdrumsystemafecttherunning@ct，whichisanimportanttechniqueindexfordesignofrevolvingbed．ByusingANSYSSoftware．a3-Dfiniteelementmodelfordrumsystemofrevolvingbedisestablishedinit，andthendynamicsanalysisforthedrumiscarriedoutbasedonstatic

4、forcesanalysis．Throughcomparingnaturalfrequencyandmodeof~ibrationunderthestat—icanddynamicstatusforthedrumsystem，theinfluenceoftherotationalspeeduponthenaturalfrequen—cyofdrumsystemisstudied，whichresuhconcludesthatthenaturalfrequencyofdrumisreducedwithrotationalspeed，whichmayleadtothestrong

5、vibrationinncertainscale，andhenceit'snecessarytoen-hancethestiffnessofdrum．hlaysafoundationfordynamicdesignofthedrumsystem_厂0rrevolvingbed．Keywords：Revolvingbed；Drumsystem；Dynamicsanalysis中图分类号：TH16文献标识码：AQ235，具体参数，如表1所示。1引言旋转床是一种新型强化气液传质过程的设备，其原理是利用高速旋转的填料产生强大的离心力场模拟超重力环境，传质系数得到极大提高，从而使单位设

6、备体积的生产能力提高(1—2)个数量级。旋转床被认为是强化气、液、固传质过程的先进设备叫。已成功用于燃煤烟气脱硫工艺中。转鼓的动力学性能是影响旋转床运行的重要因数之一。一方面，转鼓需要在较高的转速下带动填料运行；另一方面，转鼓系统的结构决定旋转床的性能。为了研究旋转床，转鼓系统动力学性能，利用ANSYS软件建立转鼓系统的三维模型并进行动力学分析，得到转速对转鼓系统动力学性能图1旋转床结构示意图的影响，为旋转床转鼓的动态设计提供依据，如图1所示。1．电机2气体出口3．机壳4．喷头5．气体入口6液体入口7．转鼓8．液体出口9．填料2转鼓系统有限元模型的建立表1材料的力学性能对转鼓

7、系统采用整体分析的方法建立有限元模型，运用ANSYS的接触单元模拟各零件间的接触，从而只对整个系统施加边界条件，以得到较准确的结果。在建立模型时忽略系统中零件的倒角。2．1转鼓的结构和材料特性2_2有限元模型与边界条件在转鼓系统，如图2所示。由转鼓座、村套、转鼓盖、螺栓、螺2．2．1有限元模型母组成。螺母、螺钉材料为40Cr，转鼓座、转鼓盖、村套材料为利用ansys软件直接建立转鼓系统的实体模型。在建模时采★来稿日期：2010—10一l8★基金项目：国家科技支撑计划资助(20O6BAF02A24)164