基于传递矩阵法的冷却塔风机传动轴系模态分析.pdf

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1、第7期机械设计与制造2015年7月MachineryDesign&Manufacture219基于传递矩阵法的冷却塔风机传动轴系模态分析陈建平，崔永鹏(天津科技大学机械工程学院，天津300222)摘要：为优化冷却塔风机轴系结构设计，减小其工况振动，根据冷却塔风机传动轴系的结构特点，利用传递矩阵法对其进行简化建模，建立了传递矩阵方程。运用Matlab软件矩阵运算能力，得到传动轴系的临界转速及主振型，分析结果表明该轴系结构具有良好的动态特性，且其薄弱部位集中在细长传动轴上。通过分析传动轴主的壁厚、外径、材料类型及加载

2、弹性支承对轴系动态性能的影响，绘制出对临界转速的影响曲线，为轴系结构的设计及优化提供了重要理论依据，具有重要的工程实用价值。关键词：冷却塔；传动轴；传递矩阵；固有频率；动态特性中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)07—0219—04ThePowerTransmissionMechanismofheLargeCoolingTowerFanAnalysisViaTransferMatrixMethodCHENJian—ping，CUIYong—peng(CollegeofMech

3、anicalEngineering，TianjinUniversityofScience&Technology，Tianjin300222，China)Abstract：Inordertooptimizethestructuredesignofcoolingtowerfanshaftandminimizethevibrationofworkingcondition，accordingtothestructurecharacteristicsofcoolingtowerfanshaftsystem，itsmodel

4、isestablishedandsimplifedbyusingthetransfermatrixmethodandthetransfermatrixmodelisestablished．hobtainsthecriticalspeedoftheaxisandthemainvibrationmodethroughthesoftwareofMatlabmatrixoperationability．Theanalysisresuhsindicatethattheshaftingstructurehasgooddyna

5、miceharacteristicsandtheweakpositionsconcentrateontheslendershaft．Analyzingtheinfluenceofthetransmissionsh’5wallthickness，outerdiameter，materialtypeandloadedelasticsupportonthedynamicpe~ormanceofshafting，thecriticalspeedeffectCUFYesaredrawn．Inthissense，itprov

6、idesanimportanttheoreticbasisforthedesignandoptimiztionoftheaxissystem，andalsohasimportantpracticalvalue．．KeyWords：TheCoolingTowerFan；TransmissionShaft；TransferMatrix；CriticalSpeed；DynamicCharacter1引言和可靠I生。因此，对传动轴系结构动力学特『生分析有着重要的应用价值。振动模态常用分析方法有两种：有限元法和传递矩阵法。

7、有限大型冷却塔风机是电力、石化、冶金等多种行业循环水系统中元法简单、规范，对单个零部件的强度分析较为精确简便，但对小零的重要设备，必须长时间连续安全运行，以控制循环水温度Ⅲ。冷却塔风机输人端传动轴与电机相联，高速旋转，如图1所示。输人端传件网格划分数目较大，使系统整体动力学模型比较大，从而影响计动轴系结构作为设备动力传递的关键部件，主要由电机输出轴、弹算速度，甚至使计算难以顺利进行；传递矩阵法编程简单，占内存性柱套联轴器、传动轴及减速器输入轴等组成。其没计的安全胜和少，且其矩阵的阶数不随系统自由度增大而增加，特别

8、适用于这里可靠l生将直接关系到整台冷却塔风机的可靠}生和寿命。当轴振动的的类链式结构。利用传递矩阵法对国内应用最多的LF-80型冷却固有频率与工作时的旋转频率接近时，轴系就会发生共振，且将引塔风机的输入端传动轴系结构进行分析。起相关部件的振动，对整个机组造成严重破坏口。各行业企业工程应用反馈显示，由于振动超值造成停车的现象时有发生。其中高速旋转的细长传动轴由于安装时对中困