基于刚柔耦合模型的推焦装置振动机理分析研究

发布时间：2020-05-22 01:27

【摘要】：推焦装置作为焦炉炼焦设备的重要组成部分,其核心部件推焦杆在推焦过程中易发生较大幅度振动,当推焦杆伸入炭化室推焦时这种振动易造成焦炭坍塌,降低焦炭成品率,同时振动还可能导致推焦杆前部支撑板等重要部件损坏,造成推焦装置无法正常使用,影响推焦装置的使用寿命、推焦效率以及整体性能。因此对推焦装置振动现象进行深入分析,研究推焦装置振动机理,进而减弱或消除装置振动具有重要的理论意义与实际应用价值。为了解决推焦装置运行过程中出现的振动问题,本文首先从理论计算与仿真分析两方面对造成推焦装置振动的主要原因进行了分析,然后通过动力学仿真分析了推焦装置的振动特性,基于试验对仿真模型进行了验证,并提出了相应的减振措施。本文主要研究内容如下:(1)分析了推焦装置的结构组成、工作特点及工作过程中推焦杆整体与局部的受力情况,针对推焦装置运行过程中出现的爬行现象,建立了推焦装置振动机理分析模型,通过理论分析、动力学方程求解得出推焦杆振动临界速度公式,得出了滑靴与炭化室接触面间存在的摩擦力是造成推焦装置强烈振动的主要原因,同时分析获得了影响推焦装置振动的因素包括推焦杆质量、动静摩擦系数差值及推焦速度等主要参数。(2)以推焦装置为研究对象,在考虑推焦装置振动影响因素的基础上对其三维模型进行了简化处理,通过多软件联合仿真创建了以滑靴上部为柔性体的推焦装置刚柔耦合模型。(3)应用推焦装置刚柔耦合模型进行动力学仿真,仿真分析推焦装置振动原因所得结论与理论分析结论一致:滑靴与炭化室接触面间存在的摩擦力是造成推焦装置振动的主要原因,并进一步确定了摩擦对推焦装置振动的影响规律,即随着接触面间动摩擦系数减小,动静摩擦系数差值增大,推焦装置振动逐渐减弱。同时确定了其它振动影响因素(推焦杆质量、推焦速度)在一定变化范围内对推焦装置振动的影响规律。(4)设计了推焦装置振动测试试验,采集了试验振动信号等数据,对试验振动信号和仿真振动信号在推程阶段和回程阶段的信号时域特点进行了对比分析,结果表明仿真信号与试验信号具有信号总体趋势相同、信号幅值发生明显变化的时刻,推焦杆位置相同、对应时间间隔基本相同且对应时刻前后时间段内信号变化趋势一致等特点,验证了仿真模型,根据仿真分析结果提出了相应的减振措施。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ520.5

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本文编号：2675228