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蒸馏水输送泵振动分析
冯海军,张乾,贺华,祝华
(中国船舶重工集团公司第704研究所,上海20001)
摘要;针对蒸馏水输送泵振动偏大,运用频谱分析法对振动信号进行分析,通过对安装机
架和水泵的模态分析确认了振动偏大的原因,在此基础上对过渡架进行改进,最终有效降低了
机组的振动
关键词:机械振动;频谱分析;模态分析
中图分类号:1U661.7文献标识码:A文章编學:1005-8354(2010)04-0041-04
Vibration Analysis of Distilled Water Delivery Pump
PENG Hai-jun, ZHANG Qian, HE Hua, ZHU Hua
(No 704 Research Institute, CSIC, Shanghai 200031, China)
Abstract: The vibration signals are analyzed by spectrum analysis for the high w baton of distilled water deli
ery pump. Base on the mode analysis of the fame and pump, the paper finds the main causes of vibration
then promotes the structure of the frame and finally the vibration of the pump is effectively decreased
Key words: mechanical vibration; spectrum analysis; modal analysis
0引言
船用蒸馏水输送泵进行振动测试时,泵组电机机
脚振动超标通过对测试数据频谱分析和泵组过渡架
及隔振系统进行模态仿真分析叫,判断设备振动偏大
的主要原因是过渡架对电机机脚振动加速度进行了
放大.最后通过对过渡架的改进设计,有效降低了泵
组的振动2
1蒸水输送泵測试分析
蒸馏水输送泵为立式结构,电机机脚与基础的连
接采用BE-160隔振器
1.1测点布置
图1泵组测点布置示意图
电机机脚和减振器上布置Z向测点,测点编号如
图1所示
5号测点振动变化不大;过渡架下部,由于刚度相对
2測试典型频谱及分析
比较低,变形大,6号测点将泵的叶频(296Hz)放大了
图2和图3分别为1号和5号、2号和6号测点20dB.
加速度线谱,从谱图上可以看出:过渡架与电机机脚2蒸水送泵模态分析
连接部分,由于刚度比较大,变形比较小,因此1号和2.1过渡架模态分析
收日期:2010-02-24
作者简介:冯海军(1982-),男,硕士研究生,主要研究方向:船舶设备振动噪声控制
技术篇2010年第四期41
万方数据
2.1.2计算结果
21d1
蒸馏水输送泵过渡架采用全自由模型,计算结果
8.7012281出
去除六阶刚体模态,前4阶固有频率以及振型见表
振型图如图5~图8所示
1蔡馏水输送泵过渡架前4阶固有频率
阶次
固有频率/Hz
模态振型描述
227
一阶扭转
611
一阶弯曲(纵向)
69
二阶扭转
822
一阶弯曲(横向)
图21号和5号测点加速度线谱
0I Vdi
图5过渡架一阶模态
R32号和6号测点加速度线谱
2.1.1有限元模型
蒸馏水输送泵过渡架利用 Abaqus有限元软件进
行计算,采用二次六面体缩减单元(C3D20R)单元网
格进行分析,有限元模型如图4所示
图6过渡架二阶模
图4蔡儸水输送泵过渡架有限元模型
图7过渡架三阶模态
42第四期2010年技术
万方数据
2.2.3计算参数
Mass单元模型计算参数如表3所示
表3计算模型参数表
质量转动惯量横转动惯量纵转动惯量垂
Akg」向(?m)「向(kg?m)「向(g?m)
220
13.583
13.547
3.432
2.2.4计算结果
图8过渡架四阶模态
綦馏水输送泵隔振系统前9阶固有频率以及振
型描述见表4,第七~九阶振型如图10~图12所示
2.1.3结论
计算结果显示蒸馏水输送泵过渡架整体刚性较
表4蒸水送泵隔振系统前9阶固有频率
好,其自由模态避开了泵组的轴频(48.8HL)和叶频阶次「固有频率H
模态振型描述
(296Hz)
8.4
横向平动和垂向转动耦合
2.2隔振系统模态分析
13
转动(横向)
2.2.1系统参数
1)隔振器的型号为BE-160,其参数如表2所示,
15.4
平动(纵向)
19,1
转动(纵向)
2隔振器參数
横向平动和垂向转动耦合
动刚度
阻尼比
方向
垂向平动和横向转动耦合
(N/mm)
317.2
过渡架局部弯曲
Z(压)
644
789
377
过渡架局部扭转
0.07
z(拉)
710
943.4
过渡架局部弯曲
X
Y
560
2)干扰频率
泵组干扰频率为轴频48.8Hz,叶频296Hz.
2.2.2有限元模型
蒸馏水输送泵隔振系统采用二次六面体完全积
分单元进行网格划分,隔振器采用 songs-单元,泵组
釆用Mass单元.有限元模型如图9所示
图10七阶模态
2.2.5结论
从模态分析和实测结果可以得出以下结论:蒸馏
水输送泵隔振系统六阶刚体模态避开了轴频的共振
区,过渡架的局部模态(317Hz)处于叶片频(296Hz)
共振区,将系统激励大幅放大
图9泵组有限元模型
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