Разработка и исследование системы моделирования дисбаланса роторного узла электромеханического испытательного стенда
Создание и исследование испытательного оборудования для анализа вибраций, возникающих из-за дисбаланса роторных узлов технических систем.
На любом производстве непрерывность технологического процесса
обеспечивается безаварийной эксплуатацией оборудования, состояние которого
необходимо постоянно контролировать. Эффективность эксплуатации
оборудования зачастую определяется качеством проведения технического и
ремонтного обслуживания, для которого используются различные
балансировочные станки. Изучение и применение в промышленности таких
устройств является перспективным направлением развития теории
автоматической балансировки и является актуальной научно-технической
задачей.
Появление современной виброизмерительной аппаратуры обеспечивает
возможность проведения динамической балансировки роторов на месте
эксплуатации и снижения вибрационной нагруженности опор до допустимых
пределов.
Причинами возникновения дисбаланса может быть: несоблюдение точных
размеров при изготовлении валов; неточное центрирование сопряженных
деталей относительно друг друга; неоднородная плотность детали и
неоднородность материала; присутствие зазоров в сочленениях узлов и деталей;
деформация валов вследствие повреждений в процессе работы и повреждения
при термической и механической обработке.
Работа с несбалансированным валом может привести к:
повышенному уровню вибрации и шума агрегата;
увеличению сил трения и, следовательно, повышению
энергопотребления;
нагреву подшипников;
вытеканию смазки;
повреждению несущих конструкций, обрыву анкерных болтов;
выпуску некачественной продукции;
аварийному останову механизма;
чрезмерные колебания могут передаваться на смежные узлы и
существенно вредить их точности и правильному
функционированию;
возникающие вибрации наносят ущерб здоровью – появляется
раздражительность, утомляемость.
Актуальность работы
На данный момент существует множество типов балансировочных
стендов, которые в зависимости от собственной частоты ротора в опорах станка
подразделяются на: дорезонансные, резонансные, зарезонансные. Так как
рассматриваемый жесткий ротор начиная с некоторой скорости вращения может
проявлять качества гибкого ротора, то выбор того или иного метода
балансировки определяется не только скоростью вращения, но и конфигурацией
ротора. Существующие балансировочные стенды не учитывают возможности
исследования разных конфигураций роторных узлов, которые могут быть
представлены не только различными видами роторов, но и различными видами
соединительных муфт.
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки
При разработке и проведении исследований системы дисбаланса
роторного узла электромеханического испытательного стенда выявлены
опасные и вредные факторы (шум, вибрация, освещенность и т.д.), а также
мероприятия по их устранению.
Также указаны все необходимые гигиенические требования для
безопасной организации рабочего места. Выявлена основная экологическая
проблема: загрязнение атмосферы вредными химическими веществами от ТЭС,
которая снабжает энергией движущую часть стенда – двигатель. Рассмотрены
чрезвычайные ситуации, которые могут возникнуть (поражение током и пожар)
и описаны действия для их предотвращения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненной работы был произведен анализ
балансировочных стендов, с учётом выявленных недостатков в существующих
решениях разработана принципиальная схема универсального
электромеханического испытательного стенда. На основании данной схемы
составлена математическая модель, которая реализована в программном
продукте MatLAB. Для составленной математической модели был произведен
расчёт диапазона значений параметров системы. В результате теоретических
исследований влияния параметров системы на вибрационные характеристики,
было выявлен вариант установки параметров, при котором наблюдались
максимальные вибрации на опорах роторного узла. Данный уровень вибраций
был проанализирован на соответствие допустимых вибраций по ГОСТ ИСО
10816-1-97 («Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений
вибрации на невращающихся част.ях»). На основании результатов исследований
были подобраны комплектующие стенда, а также спроектированы в САПР
программе SolidWorks, из которых была создана конструкция
электромеханического стенда
Кроме того, в работе были освещены вопросы финансового менеджмента,
ресурсоэффективности и ресурсосбережения, в результате которых был
построен график выполнения ВКР, оценена конкурентоспособность данного
технического решения, с позиций ресурсоэффективности и ресурсосбережения
рассмотрены три вида исполнения устройства и выбран наиболее выгодный, а
также рассчитан бюджет разрабатываемого стенда. Был проведен анализ на
выявление вредных и опасных факторов при разработке и эксплуатации
проектируемого стенда, рассмотрено негативное воздействие при массовом
производстве стенда на окружающую среду и установлены организационные
моменты по обеспечению безопасности в случае чрезвычайной ситуации при
работе с ним.
Таким образом, был разработан стенд, исследования на котором позволят
подобрать оптимальные характеристики элементов системы дисбаланса
роторного узла с позиций соблюдения принципов физического и
кинематического подобия роторным узлам реальных технических систем.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА:
1. Кривошеева Е.А., Буханченко С.Е. «Моделирование дисбаланса роторного
узла технических систем на электромеханическом испытательном стенде» // VI
Международная научно-практическая конференция «Автоматизированное
проектирование в машиностроение» – 79 с.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (49 отзывов)
4.7 (46 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
5 (18 отзывов)
5 (8 отзывов)
4.9 (298 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
