渣浆泵及传动轴承耦合动力学故障仿真方法技术

技术编号:43689583 阅读:56 留言:0更新日期:2024-12-18 21:07
本发明专利技术提出一种渣浆泵及传动轴承耦合动力学故障仿真方法。该方法包括:建立渣浆泵叶轮、蜗壳、混合故障与传动轴承内圈、外圈、混合故障的有限元模型。利用Fluent软件对各健康状态下的渣浆泵进行仿真,分析不同进口速度下流体产生泵轴轴向力对传动轴承动力学特性的影响及应力变化规律,以及渣浆泵的扬程变化规律。通过将泵流体产生的轴向力耦合到传动轴承上,再利用ANSYS LS‑DYNA与Fluent进行轴向力耦合仿真,分析不同健康状态下渣浆泵轴向力对传动轴承的振动特性及作用机理。该方法相比现有技术,提供了一种有效的渣浆泵故障仿真分析方法,分析渣浆泵流体产生的轴向力对传动轴承的振动特性影响和应力分布以及渣浆泵泵体水力特性,助力渣浆泵故障诊断的研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流体机械领域。尤其涉及渣浆泵及传动轴承耦合动力学故障仿真方法


技术介绍

1、渣浆泵是流体机械中常见的机械动力设备,渣浆泵常用于排污作业及其他工业场所,其主要部件包括蜗壳,叶轮,前后腔体盖板等过流部件,此外传动端轴承在渣浆泵传动系统中起着支撑,承载轴向和径向载荷的作用,在复杂环境下其故障时有发生的,在这种情况下,对工业生产会造成巨大损失,此外泵的过流件如叶轮蜗壳等关键部件的损坏也会对渣浆泵的水力性能产生影响,进而降低泵的使用寿命、工业现场一般对渣浆泵进行水力性能测试,但是在泵发生故障时并不了解具体是泵的具体故障类型,本专利技术通过仿真的方法,模拟不同健康状态的渣浆泵,分析其在不同流速下,对比不同健康状态渣浆泵的扬程变化规律,并计算了泵轴轴端流体介质产生的泵轴轴向力。泵轴轴向力对不同健康状态的传动轴承的动力学振动特性有一定的影响,寻找不同健康状态渣浆泵的水力特性变化规律以及流体介质产生的轴向力对其传动轴承动力学特性的影响规律的方法非常重要,不仅可以分析渣浆泵流体介质进口速度参数对渣浆泵不同健康状态渣浆泵水力特性的影响规律,还可以分析不同参数组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.渣浆泵及传动轴承耦合动力学故障仿真方法,其特征在于:

2.根据权利要求1中所叙述的建立不同健康状态的传动端轴承模型和不同健康状态渣浆泵三维模型,其特征在于:建立传动轴承三维实体模型及渣浆泵三维实体模型,其传动轴承主要包括的结构参数有轴承滚动体、内外圈、保持架等详细结构尺寸、渣浆泵叶轮尺寸、蜗壳尺寸以及前后盖板直径大小、叶片数等。

3.根据权利要求1所述的建立轴承显式动力学有限元模型和渣浆泵流体有限元模型,其特征在于:需要定义传动轴承的物理参数包括:材料、载荷、轴承内外圈边界条件,以及计算核心数、计算时间和采样频率的仿真参数;渣浆泵物理参数包括;流体介质、液体粘...

【技术特征摘要】

1.渣浆泵及传动轴承耦合动力学故障仿真方法,其特征在于:

2.根据权利要求1中所叙述的建立不同健康状态的传动端轴承模型和不同健康状态渣浆泵三维模型,其特征在于:建立传动轴承三维实体模型及渣浆泵三维实体模型,其传动轴承主要包括的结构参数有轴承滚动体、内外圈、保持架等详细结构尺寸、渣浆泵叶轮尺寸、蜗壳尺寸以及前后盖板直径大小、叶片数等。

3.根据权利要求1所述的建立轴承显式动力学有限元模型和渣浆泵流体有限元模型,其特征在于:需要定义传动轴承的物理参数包括:材料、载荷、轴承内外圈边界条件,以及计算核心数、计算时间和采样频率的仿真参数;渣浆泵物理参数包括;流体介质、液体粘度、湍流强度;以及渣浆泵的运动参数:叶轮转速大小、所需要旋转的坐标轴。

4.根据权利要求1所述分析渣浆泵传动端轴承的振动特性规律以及应力应变变化规律,其特征在于:设置监测点提取x、y、z方向的振动信号以及设置各零部件的应力分布提取器,分析不同载荷条件下,不同健康状态的传动轴承的振动规律,以及轴承各部件应力应变规律。

5.根据权利要求1所述分析其不同健康状态下扬程,其特征在于:通过模拟不同渣浆泵故障类型,在仅仅改变进口速度的条件下,观察扬程随着进口速度变化规律,其扬程公式为h=(inp-outp)/ρg其中inp和outp为进出口总压,利用fluent软件的监测记录功能可以实现对进出口总压的监测,ρ为流体介质的密度大小,其单位为kg/m3,g=9.81m/s2。之后利用fluent软件的监测记录功能编辑扬程公式,等待软件仿真结束可点击computer计算出渣浆泵的扬程,分别记录不同流速下渣浆泵的扬程大小,最后将不同健康状态的扬程变化规律绘制成曲线。

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦志英才进赵月静
申请(专利权)人:河北科技大学
类型:发明
国别省市:

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