6m推焦桿振動的原因分析.doc

六米焦?fàn)t推焦機推焦桿振動原因分析4 1 Z, 6 _J e2 g) q六米焦?fàn)t推焦機在進(jìn)行推焦作業(yè)時，常發(fā)生短時間、強烈的振動，人站在推焦機鋼結(jié)構(gòu)平臺上能明顯感覺到交頻振顫。這對電控元器件的壽命、計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定性有不利的影響，對液壓元件、集成塊和管接頭的密封也非常不利。特別是在某焦化廠的蓄熱室磚已出現(xiàn)裂紋。此問題已經(jīng)引起廣大焦化工作者的嚴(yán)重關(guān)切。本文就此問題產(chǎn)生的原因做出理性的分析，以期在今后的設(shè)計中加以改進(jìn)。! v% ?0 * K8 F2 Z. q+ B5 P9 L# % c! g- m2 i% x5 w( Y# T5 I) ?一、推焦桿工作過程中阻力變化曲線。* 9 VG* % ) b推焦桿在推焦過程中阻力大小是變化的，推焦桿傳動電動機輸出的功率大小是依推焦阻力的變化而改變的。H0 f: x) o+ k0 L% S- ! V圖二給出的是推焦桿全行程阻力變化曲線。( s5 jL: t$ J* s6 u其中：P1：推焦桿啟動時的慣性阻力。: L6 a( j& z1 N* i# 3 k j7 zP2：推焦桿啟動后在支座上的運行阻力。3 w4 J F6 z q9 s/ E0 aP3：推焦桿最大的推焦阻力：它包括三部分：即運行阻力P2、焦餅啟動慣性阻力、焦% b& h4 g6 _4 U0 ? 餅在爐內(nèi)移動阻力。7 F0 1 c) N- S+ S% P4：推焦桿運行到“天平位置”時的阻力：包括運行阻力P2、焦碳在炭化室和導(dǎo)焦柵 1 ) ; j u3 J; kM T2 i/ 內(nèi)的移動阻力。4 Z+ B/ z# Z1 |% ! H) d$ M, FP5：推焦桿行程終了時的阻力。從P4到P5阻力是遞減的：因為焦碳在炭化室和導(dǎo)焦柵內(nèi)的量越來越少，阻力也就遞減。而推焦桿伸出的長度也越來越大，導(dǎo)致與爐底面的摩擦力也就遞增。測試數(shù)據(jù)顯示增加量小于減小量。P5這一點的值就是行程終了時導(dǎo)履與炭化室底面的摩擦阻力。3 X- ?1 c6 V K7 K) | C% Q hP返：推焦桿返回時的阻力。起始位置與P5大小相等。當(dāng)推焦桿回退到“天平位置”時，導(dǎo)履離開炭化室底面，阻力大大減少，只剩下推焦桿的運行阻力P2/ y& O! B6 m O0 ?7 M9 C7 c在測試推焦阻力時，試波器顯示，當(dāng)推焦頭接觸焦餅之后，阻力曲線不是平滑的曲線，而是不斷變化的鋸形狀曲線。這一特點也是構(gòu)成推焦桿工作時產(chǎn)生振動的要素之一。+ x2 y5 X. N, V: d定性的分析推焦桿振動的區(qū)間應(yīng)當(dāng)在P3和P4的工作區(qū)間內(nèi)。 X: 7 3 |+ _# v3 G* p二推焦桿工作時的受力分析和振動區(qū)間的求解。5 X& O- _ H- ( v ?圖一是推焦頭從原始位置進(jìn)入到P3和P4之間的某一位置時的受力分析圖。) r: y ?& W; M3 v4 P阻是推焦阻力，它的合力作用在推焦桿中心線上。它的大小決定著推焦主動齒輪圓周力的大小。& w/ M! : M4 B5 lPH推焦主動齒輪輸出的圓周力。) Z% d! % 0 l, A8 WPHX 推焦主動齒輪圓周力的水平分力，它與P阻大小相等方向相反。- i) J U7 y: U, K UPHX=PH COS =0.94PH(KN)1 s& M! S0 + P( _: 1 |: g式中 =20 J: f y5 F0 g3 XPHY 推焦主動齒輪的徑向分力, V% p! Q 0 / X: Ig/ q% SPHY=PHsin =0.342PH(KN)式中 =20 ( * n, k# c, eG：推焦桿的總重，包括推焦頭和導(dǎo)履，它的重心距推焦頭大約12.8（m）6 l/ F( W9 h) S4 l7 s推焦前支座是一個平衡梁上有兩個輥輪，這里簡化成單支承輪。在這一工況下推焦桿對前支座受到順時針和逆時針兩個方向的力距：) Ctf8 k; ahMx= PHXy2 r& y P- j# b- p式中 y=0.45+0.087（m）- I7 L) l- w W, m6 0 x=0.84PH0.545 R7 i! X8 c6 w=0.54（m）: | q9 Y& _6 G! u0 g6 f: P; a4 l=0.51 PH(KNm)-(1)& p; y) M; b/ Oo1 # PMy = PHy0.7 (m) +Gx6 E% WP7 H7 S式中 G=266 KN0 V) E8 |2 N0 F7 S8 G+ 7 F=0.342PH0.7+266 x: $ m) lw) R6 y- P=0.239 PH+266 x(KNm)-(2) ) e( n- B! U當(dāng)Mx和My在某一位置出現(xiàn)大小相等、方向相反的工況時，推焦桿就有可能繞前支座左、右擺動。即推焦阻力瞬間減小時，PHX變化滯后于P阻，推焦桿順時針擺動、敲擊推焦后支座；當(dāng)推焦阻力瞬間增大時，推焦桿又逆時針擺動，導(dǎo)履敲擊爐底磚，這種在一段時間內(nèi)反復(fù)變動就是推焦桿在工作過程中的交頻振動的原因。下面求解出現(xiàn)這一工況時的區(qū)域。; i& G& O! n; j|2 z由公式（1）和（2）當(dāng)Mx =My時 j. F. ?# V, Z& |3 N+ M( m/ i0.51 PH=0.239 PH+266x(KM)-(3)! L2 S- c0 C+ o; yx= - k! P+ E* $ v; P x9 = % V! % I+ 0 p& y) g. p=0.001 PH(m)-(4)( b. m+ N6 r0 根據(jù)圖一已經(jīng)測出的推焦阻力或已經(jīng)計算出的推焦阻力，將PH 值代入（3）即可求出可能出現(xiàn)振動工況時的x 值：* ?N# B+ . I9 * U# 4 h M, f7 w3 F6 C! O5 根據(jù)計算假如主動齒輪圓周. L- K; e6 E# F; j500KN時，X值為：5 F5 N+ n1 b! p. 2 T9 Fx=0.001 PH: q4 G6 U, w1 A9 f! R$ V& s: % f% Z/ D=0.001500$ O2 W. F. z$ i: S! |=0.5(m); k) 1 o3 W2 E; $ Y/ I- L7 N1 從上式計算得知，即當(dāng)推焦桿重心位置距離前支座0.5m時，可能出現(xiàn)振動；直到該重心位置越過前支座中心，力矩平衡條件消失，振動也就停止。8 - L8 T; D+ X9 - F根據(jù)X=0.5m求出推焦頭進(jìn)入炭化室的長度x1 和導(dǎo)履進(jìn)入炭化室的長度x2的值。5 f# Q! A: Y* T; C已知推焦桿重心位置距推焦頭距12.8m$ h: E# M6 B: Y7 I, L( # h2 Lx1=12.8(3.9+1.9+0.5)! k$ V! i# P) g; G: T7 , H=12.86.3 E* L U! O6 Tl a8 o+ e) G=6.5(m) J+ H5 d5 u, y& - H) G/ w: G9 Q4 h! ! Ix 2=6.55.9% T r& R. P/ Y8 S+ ?=0.6(m)& 9 L- E3 J4 _9 Y由上述計算得知：推焦桿進(jìn)入炭化室6.5m，導(dǎo)履進(jìn)入炭化室0.6m，行程大約0.5m，這就是推焦桿發(fā)生振動的區(qū)間。持續(xù)時間1秒至2秒。+ q1 Y2 S: q! X% P5 ; k& 如果焦?fàn)t的爐體狀況、加熱工藝、配煤等工藝條件非常良好，推焦阻力曲線非常平滑，推焦過程中不出現(xiàn)瞬間鋸齒狀的變化，也可能不發(fā)生振動。這就是不發(fā)生每次推焦都有響動的原因! u d J7 X8 u# g5 ?! W但是，推焦機主動齒輪支座中心線與前支座中心線不重合，是引起振動的根本原因，如果把主動齒輪支座中心線向前