碟式分离机立轴系减振结构应用分析
碟式分离机立轴系减振结构应用分析
摘 要： 针对碟式分离机进行减振分析研究。通过建立碟式分离机转鼓-立轴系分析模
型，利用理论和有限元仿真分析研究了碟式分离机立轴系减振结构对碟式分离机震动指标的影
响，可以有效指导立轴系减振系统结构设计。
关键词 : 碟式分离机;减振;传递矩阵法;有限元分析;
1 、引言
碟式分离机是一种高效率的分离机械，它利用高速旋转产生的离心分离原理实现液-固、
液-液-固分离，具有分离因数比一般分离机械高的优点。高转速给碟式分离机减振降噪设计带
来了很多困难和挑战，碟式分离机不恰当的减振系统设计会导致碟式分离机异常振动和噪音，
影响碟式分离机产品机械性能指标和产品使用寿命。
2 、理论分析
高速旋转的碟式分离机转鼓-立轴系属于规则正进动运动，碟式分离机减振系统将承受几
个方向的力和力偶的作用，故碟式分离机立轴系减振需要按多自由度系统进行处理，立轴系在
高速旋转过程时由于转鼓部件偏心而引起立轴系发生弯曲而产生强迫振动。
传递矩阵法适用于有外伸端或无外伸端、单跨或多跨、弹性支承或刚性支承等各种轴系，
而且便于使用计算机进行较准确的运算。传递矩阵法把轴系分割为若干单元，各单元之间的特
性采用矩阵表示，将这些矩阵相乘，再求出整个立轴系的传递矩阵，利用边界条件得到轴的临
界转速。每个单元左右两端状态用挠度 y，倾角 θ，弯矩 M和剪切力 Q表示，简记为
每个单元传递关系为，整个轴系的传递方程为 碟式分离机转鼓-立轴系简化振动分析
模型如图 1所示，可以将立轴系缓冲器座简化为平板支承在弹簧上（上下左右），平板的位置
可以由质心偏离其平衡位置的铅垂位移及平板的转角来确定，根据动量定理：质点系的动量对
时间的导数等于作用在质点
考虑到转鼓部件（简化为圆盘模型）角运动而引起的惯性力矩，即回转力矩，当转速较
高，圆盘尺寸较大及圆盘偏离轴中部将会产生较大的回转力矩，应将圆盘的传递矩阵代入轴系
的传递方程，以考虑回转力矩的影响。圆盘回转力矩为
式中，ω是角频率，单位为 rad/s;Jp 是极转动惯量，单位为 kg/m2;J0 是圆盘对直径的轴转
动惯量，单位为 kg/m2。
图1 碟式分离机转鼓-立轴系简化振动分析模型
3 、计算分析
理论假设：1）仅考虑平移振动；2）假设振动是线性的；3）不考虑重力影响。由于横截
面尺寸比长度小，忽略振动过程中转动惯量和切变形的影响，只考虑在横截面的对称平面弯曲
振动，且所有载荷都作用在该平面上。
以弯曲为主的杆常称为梁，取梁单元（以节点0和1）为分析对象，现对其进行受力分
析，如图 2所示。
图2 梁单元的受力分析
系统的刚度矩阵为
式中，
摘要：
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碟式分离机立轴系减振结构应用分析 摘 要： 针对碟式分离机进行减振分析研究。通过建立碟式分离机转鼓-立轴系分析模型，利用理论和有限元仿真分析研究了碟式分离机立轴系减振结构对碟式分离机震动指标的影响，可以有效指导立轴系减振系统结构设计。 关键词: 碟式分离机;减振;传递矩阵法;有限元分析; 1 、引言 碟式分离机是一种高效率的分离机械，它利用高速旋转产生的离心分离原理实现液-固、液-液-固分离，具有分离因数比一般分离机械高的优点。高转速给碟式分离机减振降噪设计带来了很多困难和挑战，碟式分离机不恰当的减振系统设计会导致碟式分离机异常振动和噪音，影响碟式分离机产品机械性能指标...
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