三足离心机动态特性分析与平衡环抑振机理研究

• 作 者: 仇庆章
• 出 处: 江南大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 三足离心机 动态特性 倾覆现象 球体平衡环 减振

三足离心机常用来分离固、液的混合物,是医药、食品等行业中应用最为广泛的立式离心设备。三足离心机转速通常在2000转／分以下,属低速离心设备,这大大限制了离心效果与应用场合。长期以来,三足离心机的振动抑制问题一直是相关厂家面临的难题。而从国内外公开的文献中可以看出,对三足离心机动态特性及减振抑噪方法的研究还处于起步阶段。本课题以SS型300三足离心机为研究对象,对其悬挂系统进行了受力分析,推导出了其广义力的表达式,进而应用Lagrange方程建立了其动力学方程。对三足离心机进行了模态分析,发现其固有频率可分为明显的低频段和高频段,研究了各阶固有振型的特点,分析了摆杆长度对固有频率的影响。通过数值仿真,分析了系统的动态特性,并讨论了三足离心机主要减振部件的减振效果。在三足离心机振动模型的基础上,研究了三足离心机的倾覆现象。对稳态阶段三足离心机所受离心力进行了分析,推导了系统发生倾覆时的临界条件,并求解出相应倾覆转速。在此基础上,考虑了电机偏心的影响,对倾覆转速进行修正,并研究了偏心负载质量、偏心负载质心高度、工作系统质心高度等主要参数对系统倾覆转速的影响。分析了球体平衡环的工作原理,应用经典的双球模型分析球体平衡环的减振作用,建立了系统含有球体平衡环的动力学方程。研究了球体平衡环对三足离心机倾覆现象的影响,推导出了系统含有球体平衡环时的倾覆转速,研究了偏心负载质量、球体质量和球体平衡环高度对倾覆现象的影响。同时,分析了球体平衡环对三足离心机的减振作用,研究了球体质量和球体平衡环高度对其减振效果的影响。最后,通过三足离心机振动测试实验验证了球体平衡环的减振作用。