卷绕机振动特性测试与分析.pdf

理论 研发 设计 镧遣 卷绕机振动特性测试与 分析 字木交i 赢 马晓建 L2 束永平 苏振 王 生泽 一 侯 曦 1 东华大学 机械工程学院 上海 20 1620 2 纺织 装备教育部工程研究 中心 上海 20 1620 A T e st a n d A n a ly si s o f Wi n d i n g Mac h i n e M A X i ao ji an 2 SH u Y ong pi ng Su Z hen W A N G Sheng ze z H O U x i 1 C olledge of M ec hani c al E ngi neeri ng D on ghu a U ni versi ty Sh anghai 20 16 20 C h i na 2 M i ni stry of E duc ati on E ngi neeri ng R esearc h C en ter of Texti le E qu i p m ent Sh anghai 20 1 620 C hi na A b strac t W i th P U L S E syste m v i b ra ti o n c h ara c teri sti c of a c erta i n typ e of w i nd i n g m ac h i n e i S m easu red T h e relati on shi p b etw e en ac c elera ti on of vi b rati on an d m a c h i n e S rota ry spe ed h as be en go t B y sp ec trum an d ord er a na ly si s of vi b rati on si gn a1 w e c an ge t th e resu lt th at the re i s a c ri ti c al sp eed n ea r l 30 0 0 r m i n an d th e m ai n c a use of th e w i n di n g m ac h i n e S v i b ra ti on u n ba la nc e T h e rese arc h result c an offer a no rm al ru n ni n g c o n d i ti o n to th o se w i n di n g m ac hi n e w i th the sa m e ty p e an d a c orrec t c on si d eri n g d i rec t to red u c e th e w i n d i n g m ac h i n e S vi b rati on K ey w o rds w i nd i n g m ac h i ne vi b rati on testi n g sp ec trum an alysi s ord er a na ly si s c ri ti c al rota ry spee d l 引 言 卷绕机是化纤生产行业 的主要生产设备之一 它 的 工作转速高 大都在 lO000r mi n 以上 而且尺寸较 大 因 此工作时常常会产生较大的振动和噪声 过大的振动不 但影响到化纤的质量而且会对环境造成 污染 影 响其它 设备的精度及操作人员的身心健康 对卷绕机的振动特 性加以分析 有助于卷绕机结构 的改进 提高化纤质量 2 卷绕机的主要结构 卷绕机可以将 以熔体纺丝法制成 的化纤长丝卷绕成 一 定容量 的卷装 它主要 由高速横动装置 接触辊 锭轴 筒管夹头 传动机构及其它功能装置 如断丝检测装 置 刹 车控制装置 落筒装 置 生头装置 尾丝卷绕 装置 等 组成 夹 头 套 及 筒管 机 笋 轴 联 轴器电机 图 1 卷绕机筒管夹头结构示意图 卷绕 机 是 一 个参 数时 变 的 多界面耦 合 的 典 型 的 复 杂 机 电 系 统 筒管夹头轴是卷绕机的关键部件 也是影 响卷绕机振 动特性 的主要 因素 在正常工作时 其筒管夹头轴是一个 变质量 变刚度 变转速 柔性支撑 的悬臂细长薄壁高速 转子系统 其结构如 图 1所示 筒管夹头轴主要由夹紧 支承 刹车 松筒 动力输入 等结构组成 工作 中的锭轴 随着丝饼半径逐渐增大 其 转速在变 卷装质量 与刚度 在变 外在的激励也 在变 所 以高速卷绕机系统属于一高速 回转 时变振动系统 本试验所采用的某型号卷绕机筒管长 1 500m m 可装 夹 l0 丝饼 工作转速 6000m m i n 简管直径为 134m m 3卷绕机振动测试 系统 丹麦 B K 公 司开发 的 PULSE 系统能对多种振动和 声学信号进行测试和分析 可在 M i c rosoft W i ndows 2000 w i ndows xP 和 W i ndows V i sta 操作 系统下运行 设置简 单 新手也易上手 用户可根据任务导向指导逐步完成分 析过程 数据可 以多种格式导 出 用于外部应用程序分 析 本系统还能和 W ord 和 Exc el相链接 可快速 自动生 成报告并进行后处理 PULSE 系统平 台包括硬件系统和软件系统 两部分 硬件 系统为 3560B 型智能数据 采集前端 软 件系统 为 7700 型平台软件 包括 7700 型 Frr 分析和 7771 型 CPB 分析 本次试验采用的 PU LSE 平 台其额定功率为 30W 电源为电压值 10 32V 的电池或直流供 电 频率范围 0 25 6kH z 转换精度为 A D C DAC24 位 声音灵敏度达到 50m V P 频 率 响 应 3 15 200 0 一 2dB 动 态范围为 15 147dB 振动测 试 系统如 图 2 所 示 4卷绕机振动测试与 分 析 为了研究不同转速下卷绕机的振动特性 首先对其 机械工程师2010年第9 期l 3 7 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 理论 研发 设计 翩造 字木交 i i 动压滑动轴承润滑状态与磨损分析 胡冬良 郭瑞娜 钱忠 曾光 z 1 申科滑动轴承股份有 限公司 浙江 诸暨 3 11 800 2 太原科技 大学 机 电工程学院 太原 030024 L u b ri c ati o n S ta tes a n d Wea r A n aly si s o f H y d ro d y n a m i c B ea ri n g H U D ong li ang G U O R ui na Q IA N Z hong Z E N G G uang 1 Shenke S li de B eari ng C orporati on Z h uji 3 1 1800 C hi na 2 Sc hool of M ac hi nery E lec tron i c s E ngi neeri ng T ai yuan U ni versi ty of Sc i enc e and Tec hnology T ai yu an 030 024 C hi na A b strac t T h i s p ap er c a rri es ou t th e p hy si c a l an alysi s an d th e th eo reti c al c alc u lati o n for hy drod yn am i c b ea ri ng u n de r d i ffere nt lub ri c a ti o n c o nd i ti o n T he effe c t of th e w e ar on b eari n g p erform a nc e i s i ntro du c ed T h rou gh c on c re te exa m p les th e p ap er an aly ze s th e reason 0f b e ating d am ag e w h i c h p roves tha t th e lu b ri c ati on state h as a di rec t relati o n sh i p w i th a b ra si o n a n d li fe K e y w ord s lu b ri c a ti on state h yd rod y na m i c b ea ri ng w ear li fe 1 引 言 动压滑动轴承以流体润滑理论为基础 用借助于两个 作相对运动物体间的相对速度而产生的黏性流体膜使两 摩擦表面完全分离 由流体膜产生的压力来平衡外载荷 轴 承的失效形式之一就是 因为磨损导致轴承建立流 体动压润滑 的必备条件遭到破坏而无法建立起完全油膜 润滑状态 由于摩擦与磨损问题的复杂性与轴承本身运 行状态 的复杂性 用磨损量作为衡量依据来对滑动轴承 的寿命进行计算很难有一个准确 的结果 因此对生产实 践也就没有什么实际的意义 而对于滑动轴承运行 中润 滑状态 与磨损过程的研究 却可以帮助我们对滑动轴承 的运行过程有一个更深入的了解 对生产实践也有重要 的指导作用 2 润滑状态的物理分析 润滑状 态是 南美 国的 R ober H Thurston 于 1985 年 首次提出的 当时他观察到径 向滑动轴承随着载荷转速 增加出现较小的摩擦 因数 并认为它是流体动压润 滑与 混合润滑的转化点 随后 G vm bel将这一现象与 Strei bec k 试验曲线相结合 提 出 如 图 1 所 示 的润 滑状 态图 滑动轴承的承载 能 力取决 于 相对运 动 面 之 间所形 成 的流体 膜 的种类 该 流体膜 的 形成 不仅 与滑动 轴 承 的结构设计有关 而且 与轴 承 支撑 的转轴 的 转速有关 轴承具有以 其在被称为完全油膜 混 合膜 和边 界润 滑的 三种方式或领域的运行状态ll 2 J 完全 油膜 润 滑状 态 润滑产生一个相对滑动面的完全物理分离 运动副 两摩擦面间完全被一层润滑膜隔开 润滑膜的厚度一般 在 2 5 m 以上 相对运动的两表面彼此分离 导致相对运 动面间较低 的摩擦 系数和长时间的无磨损工作寿命 的振动加 以测试 和分析可以掌握它的振 动特性 对 于本 课题所研究的卷绕机来说 升速过程和降速过程中所表 现 出来 的振动现象基本一致 即振动随着转速的升高而 加剧 随着转速的降低而减缓 在 13500dm i n 附近达到最 大 说明在该转速附件存在一个系统的固有频率 不同转 速下的振动信号的频谱