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    柴油發電機"

    一起了解柴油發電機臺架試驗時振動烈度大的原因

    作者:柴油發電機廠家 來源:http://www.phishafterparties.com 發表時間:2020-09-07【 瀏覽次數:

     

    某柴油機在臺架試驗時發現振動烈度偏大。測試結果柴油機振動烈度為 16. 97mm / s,按照國標 GB /T12779 - 91往復式機器整機振動測量與評級方法 ,為 C級水平 ;從測量結果還可以看出 ,柴油機各測點的橫向振動速度相比其他方向均比較大 ,分析認為是安裝支座橫向剛度不夠造成的。為此利用 AN 安裝支座有限元模型的建立SYS有限元分析軟件對支座的振動模態進行了分析,支座的材料為 Q235A,彈性模量為 200GPa、密度發現安裝支座固有頻率較低 ,而且安裝支座前三階模3為 7800kg/m 、泊松比為 0. 3。對支座的模型建立進行振型均對應橫向振動 ,說明支座的橫向剛度低。適當簡化 ,圓角及導角不予考慮。在此基礎上建立有為了檢驗有限元的計算結果 ,對安裝支座的速度導納限元模型 ,采用 8節點六面體的 solid45單元對實體模進行了測量 ,證實了有限元計算結果具有較高可信度。
    控制 SmartSizing水平為 10級 ,為了減少費用、提高效率 ,在該有限元模型的基礎上, 劃分完畢后的節點數為 19493、單元數為 59086。支座進行了靈敏度分析和優化改進。對支座的模態分析采用 Subspace法。選取支座底部固定螺栓安裝處的節點進行全約束。前四階振型圖中可以看出 ,柴油機安裝支座前三階模態均對應于橫向振動 ,說明柴油機安裝基礎的橫向剛度偏弱尤其是支座的中間連接板較軟剛度不夠。而且其固有頻率較低 第一階和第二階固有頻率均靠近200Hz。同時 ,柴油機對安裝支座的激勵力主要集中在低頻 ,對本文所分析柴油機安裝支座振動信號進行頻譜分析的結果表明 , 激勵力主要是低于 200Hz的低頻激勵。這說明 ,安裝支座的固有頻率接近于柴油機工作頻率的倍頻 ,可能引發共振。為了檢驗有限元的計算精度 對安裝支座的速度度導納測量結果及分析測量原理是采用重錘對選取的支座特征點施加脈沖激勵 用傳感器記錄相應的動態響應然后通過CRAS系統得到該點的速度導納。
    速度導納圖上的前兩個峰值分別為 160Hz和 200Hz,而有限元分析得到的前兩階模態頻率根據振動理論當激勵頻率處于安裝支座的“剛度區”即激勵頻率遠小于安裝支座的固有頻率時 支座的振動幅值接近于同樣幅值的靜力作用于支座時造成的靜態位移值 (靜力與剛度的比值 )。而激勵頻率處于安裝支座的“阻尼區”即接近于共振點時 ,則振動幅值較大。有限元分析結果表明安裝支座前幾階固有頻率較低使一些激勵接近于共振頻率造成振動幅值大。另外固有頻率低說明剛度值小而剛度值小使得靜態位移值大 ,在“剛度區”和“阻尼區”同樣會使振動幅值增大。因此增加安裝支座的橫向剛度會使安裝支座的橫向振動速度降低從而降低柴油機橫向剛體運動進而降低柴油機臺架試驗時的振動烈度。
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    柴油發電機支座靈敏度分析靈敏度是一個廣泛的概念 ,對結構振動系統而言 , 動態特性靈敏度是結構系統的總體動態特性。固有頻率對設計參數的靈敏度可由結構的自由振動方程對設計參數求偏導得到。基于前述有限元模型 ,考慮到支座前三階模態均對應于橫向振動 ,支座的中間連接板較軟 ,故將連接板的厚度、連接板的寬度及連接板相對支座底面的高度作為設計參數 ,對其進行靈敏度分析是支座前四階固有頻率對設計參數的靈敏度曲線。計算結果表明 ,連接板厚度從 15mm 增加到25mm時 ,支座前四階固有頻率增加較快 ,厚度超過 25mm后 ,支座前四階固有頻率增加相對緩慢 ;連接板的寬度和連接板相對支座底面的高度的變化對提高支座動態特性相對較弱。根據上述的靈敏度曲線的分析結果 ,適當增加連接板厚度 ,可使支座的固有頻率有較大幅度的提高 ,剛度增大 , 可有效降低振動烈度。將連接板厚度從 15mm增加到 25mm后 ,計算支座的固有頻率 ,并與增加前的頻率值對比。
    1)速度導納的測量結果表明 ,本文采用有限元方法分析柴油機安裝支座振動模態具有較高的可信度。
    2)安裝支座的橫向剛度低 ,導致支座橫向振動速度大。而機器剛性安裝在基礎上 ,機器跟隨支座的剛體運動速度大 ,是柴油發電機臺架試驗時振動烈度大的重要原因。
    3)靈敏度分析和有限元分析表明 ,增加連接板厚度能顯著改善支座的橫向剛度 ,減少支座振動對柴油機振動烈度的影響。
    4)在靈敏度分析的基礎上可對支座進行結構改進和優化 ,從而改善支座的動態特性。

    康明斯產品性能特點:
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    燃油系統:采用Bosch優質直列柱塞或轉子高壓油泵和噴油器,具有更高的燃油經濟性
    渦輪增壓器:全部采用Holset增壓器,HX40型帶整體式廢氣旁通閥,進一步改善低速反應及動力性
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