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传动机械引起电机振动减振方法的分析与对策

时间:2015-12-17 09:42来源:未知 作者:y930712 点击:
目前,工厂企业里由电机拖动机械设备十分普遍,由于机械传动装置不平衡,其各运动部件产生的惯性力矩会引起电机的振动,使之运行不正常甚至烧毁,而机械传动装置的不平衡问题

目前,工厂企业里由电机拖动机械设备十分普遍,由于机械传动装置不平衡,其各运动部件产生的惯性力矩会引起电机的振动,使之运行不正常甚至烧毁,而机械传动装置的不平衡问题十分复杂,要调整到位有时很难做到。如某企业一台380kW电机带动一台水泥磨机生产水泥,其机械传动装置经多次调整,始终不能解决不平衡问题,引起电机振动过大,经测试其振动速度为13.4cm /s(国家标准为小于7.1cm /s),最后通过加固电机基础使之达到5.8cm /s而勉强运行,但每过一段时间就必须停机进行螺丝紧固,对生产造成很大影响。有什么减振方法能消除这种振动呢?由机械振动理论可知,一个振动系统可以附加一个振动系统,如果对附加的振动系统参数合理选择,能够把原系统的振动能量全部转移到附加系统上,从而使原系统振动减弱甚至消除。据此只要把电机作为一个振动系统,在电机上再附加一个振动系统作为附加系统,通过理论计算及相应测试,合理选择附加振动系统的相关参数,从而使电机振动能量转移到这个附加系统上,达到电机减振的目的。
1 原理分析
把电机作为一个振动系统,设其质量为m1,其等效弹簧刚度为k1,在电机上附加一个质量为m2的质块,刚度为k2的弹簧构成的振动系统,两系统一起构成一个两自由度系统。其振动模型如图1所示。由模型可知,该系统在传动机械不平衡力的作用下作强迫振动。由于旋转机械产生的不平衡力均为周期性谐波力,在此设为Fsinωt,其中F为谐波力幅,ω为谐波力角频率 ,在此力作用下,电机和附加系统分别产生位移x(t)和y(t)。

图 1
则其运动微分方程为:  
m1 x〞(t)+(k1+k2)x(t)- k2 y(t)= Fsinωt ……(1)
m2 y〞(t)- k2x(t)+ k2 y(t)= 0      ……(2)
这是二阶常系数微分方程,根据该类微分方程解的结构可设上述方程组的稳态解为:
x(t) = Xsinωt
y(t) = Ysinωt
其中X ,Y分别为电机和附加系统的最大振幅。
将上式代入(1)、(2)式后解得:
x(t) = (k2-ω2 m2)F sinωt………………(3)
(k1+ k2-ω2 m1)( k2-ω2 m2) - k22
y(t) = k2 F sinωt………………(4)
(k1+k2-ω2 m1)( k2-ω2 m2)-k22
由(3)、(4)式可见,当k2 = ω2m2 即:ω2= k2 / m2时,有
x(t) = 0
y(t) = -( F/ k2)sinωt
此时电机静止不动,而附加系统以y(t) = -( F/ k2)sinωt的规律运动。由此可见,只要对附加系统的弹簧刚度k2及质块的质量m2选择合适,即让k2 / m2=ω2就可使电机的振动完全消除。
2 应用对策 (责任编辑:admin)

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