压缩机故障模拟试验台结构设计共68页word资料.docx

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压缩机故障模拟试验台结构设计共68页word资料

压缩机故障模拟试验台结构设计

作者姓名：

李顺利

指导教师：

马辉副教授

单位名称：

机械工程与自动化

专业名称：

机械工程及自动化

东北大学

2019年6月

CompressorFailureSimulationTestBenchDesign

ByLiShunli

Supervisor:

MaHuiAssociateProfessor

NortheasternUniversity

June2019

毕业设计（论文）任务书

唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。

而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。

“教授”和“助教”均原为学官称谓。

前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。

“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。

唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。

至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。

至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。

毕业设计（论文）题目：

压缩机故障模拟试验台结构设计

基本内容：

1、压缩机模拟试验台结构原理分析；

2、碰摩模拟装置结构设计及Solidworks建模；

3、压缩机转子系统静强度分析；

4、压缩机转子系统模态分析。

毕业设计（论文）专题部分：

题目：

基本内容：

学生接受毕业设计（论文）题目日期

　　　　　　　　　　　　　第　　周

指导教师签字：

年　　月　　日

压缩机故障模拟试验台结构设计

其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记”之后会“活用”。

不记住那些基础知识,怎么会向高层次进军?

尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正提高学生的写作水平,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从基础知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。

这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。

日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的功效。

摘要

一般说来，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。

杨士勋（唐初学者，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：

“师者教人以不及，故谓师为师资也”。

这儿的“师资”，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。

《韩非子》也有云：

“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。

这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形，但仍说不上是名副其实的“教师”，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。

本次研究的压缩机故障模拟试验台其主要用途是进行各种故障的模型试验，揭示故障发生机理并研究抑制振动措施。

本次设计主要是针对压缩机故障模拟试验台的核心部件之一的碰摩装置，对其进行一系列的改进设计，最终选出可行的并适合试验台的最佳方案，故首先要对碰摩装置各零部件进行结构设计并完成碰摩装置的装配，而后对其相关部件进行强度分析和校核，其次要进行压缩机转子系统静强度分析和模态分析，计算转子系统的固有频率，这对试验台的安全运转、研究抑制振动的措施、进行故障试验和故障试验分析具有重要的意义。

主要工作内容有如下几个方面：

（1）使用SolidWorks对压缩机故障模拟试验台部分零部件进行三维建模，重点完成对碰摩装置的改进设计，完成碰摩装置零部件的三维建模和装配，熟悉压缩机故障模拟实验台的装配过程；

（2）采用CAXA二维画图软件，完成对压缩机故障模拟试验台部分零部件的CAXA出图；

（3）采用ANSYS软件对压缩机故障模拟试验台转子系统进行静强度分析，对转子系统进行有限元网格划分，分为对转子系统只施加自重与施加自重和转速两种情况，分别对其进行静强度分析，计算转子系统最大应力发生的部位及其大小；

（4）使用ANSYS软件对压缩机故障模拟试验台转子系统进行模态分析，分别对转子系统只施加自重与施加自重和转速两种情况，对其进行模态分析，计算转子系统的固有频率，分析转子系统的各阶振型。

关键词：

转子系统，碰摩装置，静强度，模态分析

CompressorFailureSimulationTestBenchDesign

Abstract

Compressorfailuresimulationtestbedforthisstudyanditsmainpurposeistocarryoutavarietyofmodeltestfailure,studyrevealsthemechanismoffailureandvibrationsuppressionmeasures.ThedesignismainlyforthecorecomponentsofthecompressorunitRubfaultsimulationtestbenchoneofaseriesofimprovementstoitsdesign,thefinalselectionofthebestsolutionpossibleandappropriatetestbench,sowemustfirsttouchMountthedevicestructuredesignofthepartsandcompleteassemblyRubdevice,andthenanalyzeandcheckthestrengthofitsrelatedcomponents,andsecondlytothecompressorrotorsystemstaticstrengthanalysisandmodalanalysistocalculatethenaturalfrequencyoftherotorsystem,Thistestbedforsafeoperation,thestudyofvibrationsuppressionmeasures,faulttestingandfaultanalysistestissignificant.Themaincontentofthefollowingaspects:

（1）UseSolidWorksforcompressorfailuresimulationtestbenchforthree-dimensionalmodelingofsomeparts,focusingonthecompletionofimprovementsdesignedfortouchdevices,thedeviceiscompletedRubbingdimensionalmodelingofpartsandassemblies,familiarcompressorfaultsimulationexperimentstationassemblyprocess;

（1）Familiarwiththeuseoftwo-dimensionaldrawingsoftwareCAXAcompletecompressorfailuresimulationtestbedforsomepartsofCAXAplot;

（3）ANSYSsoftwaretoinstallandlearntomakethecompressorrotorsystemfaultsimulationtestbedforstaticstrengthanalysisoftherotorsystemfiniteelementmesh,dividedonlyappliedtotherotorsystemweightandtheweightandspeedappliedbothcases,respectivelyitsstaticstrengthanalysistocalculatethesizeofthesiteanditsrotorsystemmaximumstressoccurs;

（4）LearntouseANSYSsoftwarecompressorrotorsystemfaultsimulationtestbenchmodalanalysis,dividedonlyappliedtotherotorsystemweightandtheweightandspeedappliedinbothcases,namelyitsmodalanalysis,tounderstandeachrotorsystemvibration

mode,andcalculatethenaturalfrequencyoftherotorsystem.

Keywords：

Rotorsystem,Rubbingdevices,staticstrength,ModalAnalysis

毕业设计（论文）任务书

摘要

Abstract

第2章压缩机故障模拟实验台的设计9

2.1压缩机故障模拟实验台整体设计9

2.2压缩机故障模拟实验台结构组成10

第3章碰摩装置的设计15

3.1碰摩装置的初步设计方案15

3.2碰摩装置方案的选择及其设计18

3.2.1滚珠丝杠的设计18

3.2.2滚珠螺母的选定和校核23

3.2.3步进电机的选择25

3.2.4丝杠两端轴承的选定及校核26

3.2.5导轨（滑槽）的设计27

3.2.6碰摩装置定子固定结构设计28

第4章压缩机转子系统静力学与模态分析29

4.1有限元分析方法简介29

4.2转子系统静强度分析31

4.2.1有限元网格划分32

4.2.2只施加自重情况下的静力学分析32

4.2.3施加自重与转速情况下的静力学分析34

4.3转子系统模态分析35

4.3.1模态分析概述35

4.3.2模态分析理论的基本假设35

4.3.3只施加自重情况下转子系统的固有频率36

4.3.4只施加自重情况下转子系统的各阶振型36

4.3.5施加自重和转速情况下转子系统的固有频率39

4.3.6施加自重和转速情况下转子系统的各阶振型39

第5章总结和展望43

5.1总结43

5.2展望43

5.3经济环保性分析43

参考文献45

致谢47

附录49

第1章绪论

1.1课题的背景和意义

旋转机械被广泛地应用于汽轮发电机组、航空发动机、工业压缩机及各种电动机等机械装置中，是电力、航空、化工等国民经济重要部门的关键设备，在这些领域中起着非常重要的作用。

这些旋转机械的安全稳定运行，对企业经济效益和国民经济发展具有重要意义。

首先是旋转机械的振动，振动是直接关系到设备正常运行的一项重要技术指标。

振动过大的设备或减负荷运行，或停机处理，或紧