罗茨鼓风机壳体振动模态分析

罗茨鼓风机壳体振动模态分析１５文章编号：１００６－１３５５（２０１０）０１－００１５－０４

罗茨鼓风机壳体振动模态分析

王孚懋１，何敬玉１，赵丽芳２，李志敏１，丁鸿昌１

（１．山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛２６６５１０；

２．济南第二机床集团有限公司，济南２５００００）

摘要：应用有限元ＡＮＳＹＳ软件对罗茨鼓风机壳体进行动态特性分析，计算风机壳体振动的同有频率与振型，给出振型图。分析结果表明，风机壳体的同有频率高于转子系统的旋转基频，结构振动主要表现为弯曲、扭转

和弯扭组合形态。通过风机壳体动态特性分析，能够预知结构设计的薄弱环节，为减振降噪与结构改型提供参考。

关键词：振动与波；风机；壳体；模态分析；有限元；ＡＮＳＹＳ

中图分类号：ＴＰ２０６．３文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—１３５５．２０１０．０１．０１５ＶｉｂｒａｔｉｏｎＭｏｄｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｏｏｔｓＢｌｏｗｅｒ’ＳＳｈｅｌｌ

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（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，

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２．ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｊｉｎａｎ２５００００，Ｃｈｉｎａ）

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罗茨鼓风机是一种容积式压缩机械，兼备往复压缩机和离心风机的优点，在钢铁、建材、冶炼、石油化Ｔ等各工业领域应用广泛。罗茨风机壳体是轴、转子、轴承及同步齿轮等零件的安装基础和关键承载部件，运行时受各种复杂动载荷作用，不仅产生剧烈振动，还会辐射强烈噪声，影响传动部件使用寿命和环境安全。模态分析是预测与控制振动危害的重要手段，动态设计对风机减振降噪和安全运行具有重要意义。

风机壳体结构复杂，使得动力学行为受到诸多

收稿日期：２００９—０４—２７；修改日期：２００９—０６—０２

基金项目：山东省自然科学基金项目资助（Ｙ２００６Ｆ３８）。

作者简介：王孚懋（１９６０一）：男，山东莱州人，山东科技大学教授、系主任，主要从事机械振动与控制方面的研究。

Ｅ—ｍ且ｄ：ｊｄｒｄｘ＠１６３．ｅｏｍ因素影响，精确分析很难实现。基于工程结构的复杂性，有限元技术是研究风机振动的有效工具，近２０年来得到了广泛应用。文［１］建立了ＢＤ型矿用对旋轴流式主通风机机壳有限元分析模型，采用ＡＮＳＹＳ软件壳单元ＳＨＥＬＬ６，对结构变形与强度进行了计算，提出机壳强度和刚度富余度过大，在保证性能的前提下优化了结构，减小钢板厚度，但没有涉及动力学问题。文［２］采用有限元法建立了中心传动齿轮箱有限元静动力学模型，用Ｉ—ＤＥＡＳ软件对壳体结构进行分析，对壳体壁厚进行优化设计，使齿轮箱的结构更为合理。文［３］通过实验测量方法分析了二叶转子罗茨鼓风机振动特性，指出机体的垂向振动以四阶转速（６４Ｈｚ）为主，机体的纵向和横向振动以一阶转速（１６Ｈｚ）为主，电机振动以一阶转速（１６ｎｚ）和三阶转速（４８Ｈｚ）为主，振

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