Исследование вибраций в системах вращающихся крупногабаритных мельничных агрегатов.

Д.т.н., проф. Федоренко М.А.

Аспирант Маркова О.В.

Введение

Крупногабаритные вращающиеся мельничные агрегаты применяют во многих промышленностях для получения различной продукции. Для получения мелкозернистой или мелкодисперсной продукции в основном применяются вращающиеся конструкции, имеющие загрузочные и разгрузочные устройства. Например, в промышленности производства цемента используют помольные и сырьевые мельницы, концентраторы шлама [1]. Эти агрегаты имеют вращающиеся узлы, такие как горизонтально расположенные пустотелые цилиндрические корпуса - барабаны, изготовленные из стальных листов и футерованные внутри броневыми плитами, которые работают как единое целое и получают вращение от двигателя.

Постановка задачи

Мельничный агрегат в своей конструкции имеет несколько различных сочлененных конструктивных узлов, соединённых при помощи муфт и несколько опорных блоков, расположенных на бетонных фундаментах.

При вращении мельничного агрегата возникают колебания отдельных узлов, которые передаются на всю трубную мельницу и наиболее слабое звено начинает разрушаться. Колебания от узлов передаются на фундамент, который должен иметь необходимую жесткость и поглощать эти колебания.

Результаты

Сырьевые и помольные мельничные агрегаты имеют сложную пространственную конфигурацию, состоят из нескольких вращающихся узлов, имеющих отдельные опорные блоки, расположенные на нескольких самостоятельных фундаментах.

При исследовании основных причин, по которым происходит возникновение колебаний вращающихся узлов агрегатов, было определено, что они появляются в основном из-за неуравновешенности системы всего мельничного агрегата. При несоблюдении требований, представленной в конструкторской документации, на чертежи деталей и сборочные единицы, а также при отступлении от требований к технологической документации при изготовлении деталей и узлов [2, 3], входящих в агрегаты, в результате несоблюдения допусков и посадок, требований к качеству и точности поверхностей и осей деталей, при эксплуатации конструкции возникают вибрации и колебания. Вибрации и колебания могут быть устранимыми и неустранимыми. Неустранимые колебания появляются в результате того, что мельничные агрегаты имеют большую массу и габариты, и при их изготовлении конструктивно назначают большие допуски на размеры.

Причинами возникновения колебаний и вибраций также являются невыполнение технических условий монтажа мельничного агрегата на фундаментах .

Воздействие атмосферных и климатических условий оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики агрегатов, т.к. в связи с тем, что они имеют большие габариты, то во многих случаях работают не в цехах, а под открытым небом, при значительных перепадах температур.

Различные изгибные жесткости деталей и сборочных узлов, разные материалы, применяемые в конструкциях, величины изгибов барабанов возникающих из-за неравномерного распределения массы сырья по длине по мере его продвижения также являются источником появления колебаний.

Опорные узлы этих агрегатов расположены на подшипниках скольжения и при вращении агрегата возникают возбуждающие неконсервативные силы в масленом слое подшипников. Между подсистемами мельничного агрегата и фундаментом кроме связи через масленую пленку взаимодействие осуществляется за счет электродинамических сил электродвигателя. Поэтому колебания напряжений в электродвигателях являются причиной колебаний и вибраций агрегатов.

Колебание можно разделить по направлениям: в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Исследованиями, анализом полученных данных при динамических испытаниях и проведенными расчетами было установлено, что в зависимости от конструктивного исполнения мельничного агрегата эти показатели колебаний в различных направлениях могут изменяться, причем очень значительно.

Следовательно, путем проведения расчетов можно определить значения параметров в горизонтальном и вертикальном направлениях, в результате чего можно рассчитать колебания системы в том месте, где необходимо производить обработку узла или детали.

Выводы

Итак, сложные вращающиеся мельничные агрегаты, их опорные узлы и устройства можно рассматривать как крупногабаритные вращающиеся валы с подвижной осью вращения.

Таким образом, направление снижения колебаний путем восстановления работоспособности опорных узлов вращающихся агрегатов должно обеспечивать разработку переносных станков, легко встраиваемых и устанавливаемых под обрабатываемым узлом или на узле. Необходимо решить вопросы обеспечения необходимой точности и шероховатости обработанных поверхностей с целью обеспечения требуемой работоспособности и следовательно, минимизации колебаний .

Литература

1. Обеспечение точности формы при восстановлении работоспособности узлов помольных мельниц . Ремонт, восстановление, модернизация, №9, 2009. с. 43-46 Федоренко М.А., Санина Т.М., Погонин А.А, Схиртладзе А.Г.

2. Исследование обеспечения необходимой шероховатости поверхности крупногабаритных вращающихся деталей приставными станочными модулями. Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова, № 2, Белгород, изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008 г. с. 35-38. Федоренко М.А., Федоренко Т.М., Бондаренко Ю.А.

3. Восстановление работоспособности цапф помольных мельниц с применением переносного станка печатная Технология машиностроения, № 3, 2009. с. 20-21. Федоренко М.А., Федоренко Т.М., Бондаренко Ю.А.