动力设备

动力设备（精选11篇）

动力设备 篇1

1 背景介绍

随着我国对外出口和对外投资的进一步扩大,国内的电厂设计和施工逐渐走出国门。在中高端市场,应用国标(GB)系列的结构计算和设计很难被认同,只有使用美标或欧标进行设计才能得到业主或业主工程师的认可。笔者粗略地介绍了关于设备的基础动力分析的一些国外规范和应用,以供参考。

动力设备基础的动力分析最基本的目的即为将动力幅值控制在设备正常运行和不影响在设备附近的工作人员工作的幅值范围内。允许幅值与转速、位置及设备性能相关。另外动力设备的设计准则包含避免共振和过度的传递给基础或结构。因此,需要对土—基础在设备运行时的动力荷载作用下的反应进行详细分析。

2 动力设备的基础

动力设备包含转动设备、往复运动设备、冲击设备等。电厂中的动力设备大多是转动设备,将着重针对转动设备展开论述。设备在动力荷载作用下的反应与土体的相关参数密不可分。以ACI351.3R[1],ISO10816 part1-part3[2],DIN4024 part1-part2[3]为主要参考,从土体参数、性能标准、荷载种类、动力分析方面说明设备的动力分析。

2.1 土体参数

研究设备基础的动力分析,土体参数例如泊松比、动剪切模量和土体的阻尼都是必不可少的。

2.1.1 动剪切模量

土的动剪切模量,可从现场勘探获得。而不是依赖于大概的土体的分类得出的广义相关系数。动剪切模量G是剪切应力与剪切变形之间的斜率。大多数的土不是线弹性的。动剪切模量可由以下几种方法获得:

1)现场测量土体的剪切波速,从而获得动剪切模量。

式中:ρ———土体的密度;

Vs———土体的剪切波速;

G———土体的动剪切模量。

2)原状土样的试验分析,相对于第1)种方法,试验分析的数据欠精确,原因在于土样扰动。

3)根据土体的其他特性推算出来,这种方法精确度欠佳。一般在初设阶段上使用。

对于圆粒状砂土,e<0.8。

对于尖角颗粒状的土和固结黏土,e>0.6。

式中:ev———孔隙比;

σ0———土的围压。

2.1.2 土的阻尼

土的阻尼包含两种效应:几何阻尼和材料阻尼。几何阻尼为在视为弹性半空间体的地基土中振波向四周传播时的能量损失,亦称辐射阻尼。材料阻尼是一个机制比较复杂的物理量,由多种基本的物理机制组合而成。由于为土体的非弹性,再循环荷载下的滞回曲线。

对于设备基础,动力运动的幅值导致土体的应变一般都小于10-3%。经受地震或爆炸的基础可能会引发土体的大应变。根据经验,阻尼比在低应变时是一个恒值,一般情况下取值为5%;由于土体的非线弹性,在大应变时,阻尼比随着应变增大而增大。

2.1.3 泊松比

泊松比可通过测量波在土中传播速度计算获得。但计算起来难度颇大。基础的刚度和阻尼对于泊松比的变化一般都不敏感。如果手头没有明确的泊松比数据,对于无粘性土泊松比可取0.33,对于粘性土,泊松比可取0.4。

2.2 性能标准

对振动性能标准,ACI351.3R引用了ISO10816的界限值。

ISO10816-part1(机械振动—在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动—总则)。ISO10816-part2(机械振动—在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动—功率大于50 MW,运行转速为1 500 rpm,1 800 rpm,3 000 rpm和3 600 rpm的陆地安装的大型汽轮发电机组),本标准适用于额定功率大于50 MW,额定工作转速范围为1 500 rpm,1 800 rpm,3 000 rpm及3 600 rpm的陆地安装的大型汽轮发电机组。ISO10816-part3(机械振动—在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动—额定功率大于15 k W,额定转速在120 rpm~15 000 rpm现场测量的工业机器)。

振动速度的均方根值(r.m.s)作为主要评估量。如果振动波形是基于单个正弦曲线组成,则在峰值与均方根之间存在简单变换关系,将均方根值乘以后表示为单峰值。

2.3 荷载种类

作用在基础上的力包含静力荷载和动力荷载。静力荷载主要是指动力设备和辅助设施的恒载、活载及环境荷载。动力荷载是指设备在运行过程中由于转子部件质量不平衡产生的力。动力荷载与设备的转速、尺寸、重量等相关。

动力荷载—不均衡力。不均衡力产生于转动部件质心与转动轴不一致。离心力在设备使用年限内逐年增长,原因有设备本身的磨损和污垢积聚等。在运行过程中,偏心的质量会产生离心力并且与设备的转动速度成正比。在设备服役期间随着设备老化、污垢积累等,离心力将不断增加(见图1)。

由不平衡产生的动力幅值有如下几种算法:

1)由厂家提供的不平衡力:

式中:Fo———动力幅值(0~峰值),N;

mr———转动质量,kg;

em———质量偏心,mm;

ω0———设备转动频率,rad/s;

Sf———使用系数,用来说明随着设备服役期间增长的不平衡,一般取值不小于2。

2)根据工业标准的不平衡力:

根据ISO1940,Q值如表1所示。

3)根据经验公式的不平衡力:

其中,Wr为转动重量。

2.4 动力分析

根据经验或设备厂家的建议,先初步确定基础的尺寸。对预先确定尺寸的基础计算振动参数,如自振频率、振幅值、速度和加速度。

2.4.1 经验法则

用足够的基础质量以消弱和吸收振动。一般来说,基础的质量至少是转动设备质量的3倍以上,是往复运动设备的5倍以上。对于桩基的设备基础来说,基础的质量是转动设备的2.5倍以上,是往复设备的4倍以上。设备—基础的质心与刚心的偏心距小于5%的基础平面尺寸。

2.4.2 动力分析法

结构简化成数学模型,模型中包含设备、基础、土体或桩。需要设备的重量,竖向拟动力,水平向拟动力(横向和纵向),计算自振频率、变形满足2.2节提到的振动性能标准。

1)自由振动分析。

确定设备—基础的自振频率及振型。自振频率反映了设备—基础—土体的刚度;比较设备本身的频率,避免共振产生。频率分析公式如下:

式中:[M]———质量矩阵;

[K]———刚度矩阵;

X(t)———位移。

通过自由振动分析可获得基础的自振频率和振型。自振频率表明了设备—基础—土体系统的刚度;通过比较自振频率与设备本身频率,得知是否存在共振。

振态分析,自振频率fn,为了避免共振,要求同时满足下面两式(DIN4024)。

式中:fn———各阶自振频率;

fm———设备的工作频率。

一般情况下,凡是基础的各阶自振频率落在共振区间(0.8 fm<fn<1.25fm)的,都需要做强迫振动响应分析,从而验证基础的振动特性,并证实有无共振存在。

2)强迫振动分析。

可以采用直接解析法和振型叠加法。直接解析法分为显式和隐式法,而不用进行模态分析。振型叠加法转化为一系列单自由度体系动力反映问题的求解,即假设结构的动态反应,可以由各个模态线性叠加。在线性结构的条件下,振型叠加法比直接解析法更有效率。

式中:[C]———阻尼矩阵;

F(t)———动力荷载。

STAAD.Pro可以实现振型叠加法。将不平衡力F以竖向拟动力,水平向拟动力施加在设备的转动轴上,判断获得各振子的振动位移、速度、加速度是否在2.2节所列范围内。

3 结语

在实际的设计工作中,需与动力设备厂家密切配合,了解厂家对设备基础的要求,掌握所需的地质资料,并且结合规范,保证动力设备基础的安全性,同时考虑其经济性。针对不同的工程地质条件,相同的动力设备,设备的基础无法复制,必须经过前文所述的动力计算,保证土—基础—设备系统的动力特性满足相关要求。

参考文献

[1]ACI351.3R,动力设备的基础[S].

[2]ISO10816,振动监测评估标准[S].

[3]DIN4024,动力基础规范[S].

[4]DINISO1940—2:1998,刚性轴平衡质量要求[S].

动力设备 篇2

一．柴油机拆装实习报告

一、实验目的：

1、熟悉柴油机的整体构造及工作原理；

2、熟悉柴油机各部件的构造及工作原理；

3、初步掌握拆装柴油机的基本方法；

4、初步学习柴油机的清洗方法；

5、初步掌握柴油机的安装及调试方法；

6、正确使用工具。

二、实验内容：

1、理论系统的学习柴油机的基本构造及工作原理；

2、折卸及观察柴油机，思考其工作原理；

3、清洗柴油机各部件及机体；

4、安装并调试柴油机；

5、归纳总结，写出实验报告。

三、实验注意事项：

1、坚持“安全第一步”、“有条不紊”的原则；

2、务必使用型号一致或相配的工具（如扳手、套筒等）拆装相应的螺纹副；

3、务必注意各元件及设备的保洁及保护。[分页标记]

四、实验过程与方法：

一）、拆卸：按以下顺序依次拆卸。

1、油路及其相关元件

第一步，放完油箱及油管中的柴油，然后关闭油箱下面的油管阀门。

第二步，依次卸载油管螺母、油管、滤油器、油箱和水箱，并将其放到指定的地点。

注意：油路元件务必做好保洁工作，不能让其受到污染！

2、电启动装置

第一步，断开电源。

第二步，依次卸载电源、启动开关和电动机，并将其放到指定的地点。注意：放置电源时务必确保电源正负极断开！

3、进、排气装置

依次卸载排气筒、空气滤清器，并将其放到指定的位置。注意：排气筒、空气滤清器都较重，拆卸时应注意安全！

4、气门室罩、汽缸盖及其相关元件、喷油器

第一步，待气门室罩卸载后，依次拆卸摇臂、推杆。第二步，卸载喷油器。第三步，卸载汽缸盖。注意：卸载汽缸盖螺母须用扭力扳手！

5、飞轮和线圈

第一步，用工具将飞轮外大螺母的止动垫圈打平。

第二步，将飞轮转用扳手套在其螺母上，用锤子敲打扳手，卸载螺母。第三步，用飞轮拉力器将飞轮拉出，并卸下线圈。

注意：飞轮较重，卸载困难，应用其专用工具卸载，且应特别注意安全！

6、齿轮盖及齿轮组、调速器、凸轮轴及挺柱 第一步，卸载齿轮盖边缘螺母，并取下齿轮盖。第二步，依次卸载各齿轮、调速器、凸轮轴及挺柱。

注意：调速器上有六颗钢球及相关元件，确保其不掉落丢失；先取下凸轮轴，然后再取出挺柱！

7、活塞和曲轴

第一步，转动曲轴，让活塞连杆螺栓处于易于拆卸的位置，然后用扭力扳手卸载螺栓。

第二步，待两颗活塞连杆螺栓都拆卸后，分别取下连杆盖、轴瓦。

第三步，转动曲轴，以方便用铜棒敲打连杆大端，取出活塞，接着取出曲轴。注意：用铜棒敲打连杆大端时，应避免敲打在连杆大端安装轴瓦处！

8、机油缸及其设备

第一步，应拧开放油螺塞放尽机油。

第二步，放倒发动机，拆下油底壳以及其它相关设备。

注意：拆下油底壳后，应注意观察机油泵的安装位置、曲轴的支承形式等。二）、清洗与润滑

1、取适量清洗液于清洗器中，按照先油管及油路元件，后精密或小元件，最后大元件的顺序依次清洗。

2、清洗壳体。

3、用吹风逐次吹干各元件上的油污，之后将其放到指定的地点。

4、待清洗液干后，用适当的润滑液润滑需要润滑的地方（包括机体）。

注意：清洗各零部件，清洗时注意观察各零部件具体结构，然后按拆卸时的顺序将零部件堆放整齐，准备安装。某些零件棱角尖锐，应注意安全，应将清洗后的元件放置在清洁的地方，并确保其不受污染！三）、安装与调试

安装顺序（按以下顺序）一般与拆卸相反，且应注意安全。

1、机油缸及其设备

第一步，放倒发动机，安装油底壳以及其它相关设备。

2、曲轴飞轮组

第一步，在曲轴主轴承座上安装并定位好轴承。

第二步，将曲轴安装在机体轴承座内，将不带油槽的主轴承装入主轴承盖，依次把挡油片、主轴承盖按原位装在主轴颈上，并按规定拧紧力矩，依次拧紧主轴承螺栓。

第三步，待曲轴安装后，将线圈、飞轮安装于曲轴后端轴凸缘盘上，安装时注意原定位标记，然后紧固螺母。螺母紧固时应对角交叉进行，并用专用扳手扭紧。最后再将止动垫片打弯。第四步，曲轴轴向间隙调整： ①、调整要求：曲轴轴向间隙S195为0.15~0.25毫米，S1100为0.2~0.3毫米。②、调整方法：A、拆下皮带轮，打平飞轮螺母止退垫圈的折边。B、用专用六角扳手拧下飞轮螺母。C、用拉出器拉出飞轮。如不易拉出，可用锤子敲击拉出器压板，曲轴轴头处。D、拆下主轴承盖上的六只M8螺栓，用二只M8的螺栓交替均匀顶出主轴承盖（防止曲轴跟随外移掉下而造成损失）。E、上紧主轴承盖后，转动曲轴较紧或较送时，用加减垫片的方法进行那个调整。

注意：轴承上油孔应与座上油道孔对准，然后在轴瓦表面涂上一层薄机油；螺栓不得一次拧紧，须经2～3次完成，拧紧顺序应按从中到外交叉进行。

3、活塞连杆组

第一步，转动曲轴，以便安装活塞。

第二步，调整各道环端隙按一定角度（三道气环按120°钳开，第一步道环的端隙应避开活塞销座及侧压力较大一侧）。

第三步，用活塞环箍将活塞环箍紧，用木锤手柄轻敲活塞顶部，使其进入气缸，推至连杆大端与曲轴连杆轴颈连接。

第四步，装上连杆盖，转动曲轴，将润滑后的轴瓦，连杆盖依次装好，并按规定扭矩拧紧连杆螺栓螺母。

注意：安装飞轮坚固螺母时，务必安装止动垫片，最后并将其打弯！

4、齿轮盖及齿轮组、调速器、凸轮轴及挺柱

第一步，将柴油机侧放，依次安装好凸轮轴及挺柱、调速器、各齿轮。第二步，安装齿轮盖。

注意：安装调速器时，应注意其各元件务必安装完全；齿轮组时应确保各齿轮上的正时标记相对！

5、气门室罩、汽缸盖及其相关元件、喷油器的调试与安装，气门间隙、减压器的调整。

第一步，平放柴油机机体，安装气缸垫、汽缸盖。

第二步，转动曲轴到活塞处于压缩上止点（飞轮上有标志），依次安装推杆、摇臂。

第三步，气门间隙、減压器的调整： ①、调整要求：冷机气门间隙：进气门为0.30～0.40毫米，排气门为0.40～0.50毫米。

②、调整方法：A、拆下气缸盖罩。B、转动飞轮，使飞轮上的“上止点”刻线对准水箱的刻线，使活塞在压缩上止点。C、松开摇臂中的锁紧螺母和调整螺钉，把厚薄规插入与摇臂之间，拧动调整螺钉，调妥后锁紧螺母。第四步，喷油器压力的调整与安装

将喷油器取下后放到指定的仪器上进行调整其喷油压力后，再将其安装到机体上。第五步，减压器的调整

①、调整要求：将减压器手柄顺时针90°，此时手的感觉用力较大，气门被压下，转动飞轮较省力，减压良好。松开手柄后，减压轴不得与气门摇臂相碰。②、调整方法：A、转动飞轮，使飞轮上的“上止点”刻线对准水箱的刻线，使活塞在压缩上止点，进排气门全关闭。B、拧送锁紧螺母。利用减压座外圆与内孔的偏心来调整减压器。如减压太松（即减压不够），则将减压座顺时针转动一个角度；太紧，则相反，直至减压良好为止。第六步，安装气门室罩。

注意：缸盖螺栓应用扭力扳手由中间向两端交叉均匀分2～3次拧至规定力矩。

6、油路及其相关元件 第一步，依次安装滤油器、油管、油箱、水箱。第二步，供油提前角的调整：

①、调整要求：供油开始时间为上止点前18o(±2o）（以曲轴转角计）。②、调整方法：A、拆下接喷油器一端的高压油管管接螺母。B、旋松接喷油泵一端的高压油管管接螺母，将高压油管旋转一个位置，使高压油管接喷油器一端的口向上，再将该管接螺母旋紧。C、以运转方向慢慢转动飞轮，当油管扣刚冒油时，立即停止转动，看飞轮上“供油”刻线是否对准水箱的刻线，如不合要求，即应调整。

③、调整步骤如下：a、关闭油箱开关。b、将齿轮室上的观察孔盖板拆下，并将调速把手至于中间位置。c、拆下喷油泵上的进油管，旋下喷油泵三只固紧螺母，拉出喷油泵。d、用增减油泵垫片来调整供油提前角，一般增加（或减去）0.2毫米厚的垫片，供油提前角约落后（或提前）3°。e、将喷油泵装上并拧紧固紧螺母。装上喷油泵时，应特别注意将柱塞调节臂圆球嵌在齿轮室中调速杠杆的槽子内。喷油泵装好后，此项工作还须通过观察孔检查一次，以免差错而造成“飞车”事故。

7、电启动装置

第一步，依次安装电动机、启动开关，电源。第二步，按正确方法联接导线。

8、进、排气装置

第一步，依次安装进、排气装置，扭紧螺母。四）、启动

1，手动转动摇杆到排气筒冒白烟为止；

2，联接电源，启动柴油机，如不正常，按步骤三调整。

四）实习感想：

柴油机拆装实习虽然说比较脏，过程中我身上被弄了好多柴油，那些零件也好多，拆的时候有些地方好紧，拆起来好费劲。但是组装的过程，我知道了拆装时要注意理解各部件的功能，以及各个主要部件的位置。养成整理零件的好习惯，这样在组装的时候才能更轻松，更顺利。拆装的时候要把各个部件搞懂，不懂的话要积极寻求同学、老师的帮助，把这些功能搞懂，这也是实习的目的所在吧。拆装实习，进一步培养了我们的理论联系实际的意识，也在这种有趣的拆装过程学到了知识，锻炼了自己的实践能力，团队合作能力。总之收获很多，希望有更多好机会来参加这种实习，锻炼自己。

二． 电机拆装实习报告

（1）实习概况；

三相鼠笼异步电动机又称感应电动机，它与其他类型电动机相比较，具有结构简单、运行可靠、价格便宜、坚固耐用、维修方便等一系列优点，因此，在工农业生产中应用最为广泛。在实际应用中，必须要了解三相异步电动机的分类和选型，同时为了保证电动机安全可靠地运行，电动机必须定期进行维护与修理，还需要掌握电动机异常状态的判断、故障原因鉴别和故障维修的技能。本次实训为电机拆装与装配实训，通过实训能够进一步的了解电动机的结构组成，并加深理解三相电动机的工作原理,组成结构，并且能够锻炼动手能力和团队合作能力熟悉电动机的嵌线工艺、装配流程，为以后的工作打下初步的基础知识。（2）实习内容（最好能够包括相应的操作流程图）；

拆卸与装配电机的流程图 拆卸流程图：

（拆外部连线）→（拆带轮或联轴器）→（拆带轮或联轴器）→（前轴承外盖）→（前端盖）→→（风罩）→（风扇）→（后轴承外盖）→（后端盖）→（抽出转子）→→（前轴承）→（前轴承内盖）→（后轴承）→（后轴承内盖）。装配流程图：（后轴承内盖）→（后轴承）→（前轴承内盖）→（前轴承）→（抽出转子）→（后端盖）→（后轴承外盖）→（风扇）→（风罩）→（前端盖）→（前轴承外盖）→（带轮或联轴器）→（带轮或联轴器）→ 接外部连线

一、操作技术要点 1、拆卸异步电动机

（1）拆卸电动机之前，必须拆除电动机与外部电气连接的连线，并做好相位标记。

（2）拆卸步骤

a、带轮或联轴器；b、前轴承外盖；c、前端盖；d、风罩；e、风扇；f、后轴承外盖；g、后端盖； h、抽出转子；i、前轴承；j、前轴承内盖；k、后轴承；l、后轴承内盖。（3）皮带轮或联轴器的拆卸

拆卸前，先在皮带轮或联轴器的轴伸端作好定位标记，用专用位具将皮带轮或联轴器慢慢位出。拉时要注意皮带轮或联轴器受力情况务必使合力沿轴线方向，拉具项端不得损坏转子轴端中心孔。

（4）拆卸端盖、抽转子

拆卸前，先在机壳与端盖的接缝处（即止口处）作好标记以便复位。均匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖，再用两个螺栓旋于端盖上两个项丝孔中，两螺栓均匀用力向里转（较大端盖要用吊绳将端盖先挂上）将端盖拿下。（无顶丝孔时，可用铜棒对称敲打，卸下端盖，但要避免过重敲击，以免损坏端盖）对于小型电动机抽出转子是*人工进行的，为防手滑或用力不均碰伤绕组，应用纸板垫在绕组端部进行。

（5）轴承的拆卸、清洗

拆卸轴承应先用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈，不能拉外圈，拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔（可加些润滑油脂）。在轴承拆卸前，应将轴承用清洗剂洗干净，检查它是否损坏，有无必要更换。2、装配异步电动机

（1）用压缩空气吹净电动机内部灰尘，检查各部零件的完整性，清洗油污等。

（2）装配异步电动机的步骤与拆卸相反。装配前要检查定子内污物，锈是否清除，止口有无损坏伤，装配时应将各部件按标记复位，并检查轴承盖配合是否合适。

（3）轴承装配可采用热套法和冷装配法。

（3）.实习感想：

以前虽然在生活中经常见到各种电动机，但很少想到去拆开了解内部的结构，也没怎么查资料弄懂各个部件的功能。上过电工电子学，但感觉那些理论好空洞，好繁琐，学的时候也很抵触。这次拆装电动机，让我真正有了学习电动机的机会，我们仔细观察各个部件，不懂就找老师问，上网查资料，感觉学习的过程很有趣，弄懂了后很有成就感。我们按照拆装步骤一步一步的拆开电机，虽然有些部件比较难拆，当时拆了很多部件，突然在一个地方卡住了，感觉好丧气。最后在老师的帮助下，我们搞懂了那些部件的结构，顺利的拆开了电机。这次实习我的感触很深，一定要理论联系实际，不然学得再多知识也是死的，也不能发挥它的真正作用。再就是要多走出课堂去参加实践，提升自己的动手操作能力，培养自己的团队合作意识，遇到不懂的问题要多问。

动力设备 篇3

关键词：动力设备拆装与操作 轮机工程 教学改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0149-01

《中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则》（简称“11规则”）以及新的适任考试大纲已颁布实施。“11规则”更加体现了实践的重要性，强调院校和培训机构必须完成全部的理论和实践教学内容后才可以申请参加理论考试。新规则对航海院校的实践教学设备和人才培养质量提出了更高的要求。原有的实践教学条件、教学内容、教学方法和教学手段已经不能完全适应形势发展的需要。

在新规则实施背景和“名校工程”建设平台下对青岛远洋船员职业学院实训教学进行改革具有重大意义。应按照“名校工程”建设要求，建立与“11规则”接轨的规范化、标准化、系统化、具有可操作性的实训教学体系。

1 动力设备拆装与操作教学的现状分析

近年来，我国航海高职教育规模迅速扩大，其实训教学体系建设与改革在理论和实践上都有所创新和发展，但在微观层面还存在一些问题。当前，高职轮机工程技术专业动力设备拆装与操作实训教学中存在的主要问题有：

（1）现有教育教学观念落后，传统教学模式难以突破。学生依赖性较强，缺乏主动实践的习惯和意识，创新能力较差。

（2）该院的毕业生越来越多的被独立外派到外籍船舶上工作，对独立完成工作的能力及英語交流的要求特别高，现有的实训教学模式在这方面缺乏有针对性的教学导向方法。

（3）实训教师授课积极性不够，不同教师的授课内容随意性较大，讲课内容与操作要求缺乏统一的标准，教学效果也有较大的差异。究其原因是实训教学缺乏完善的反馈机制，实训教学内容不统一，缺乏规范、操作性良好的实训教案。

（4）实训教学条件不足，设备老化，与船舶实际应用差距拉大。

（5）目前的实训课程考试成绩评定不太科学，基本以海事局的评估考试成绩作为标准。缺乏完整的、成熟的成绩考核模式。

2 动力设备拆装与操作教学改革的方法和思路

2.1 改善实训教学的模式和教学方法

通过对该院学生的调差问卷显示实训教学的模式和教学方法都有待改进，“填鸭式”教学居多，基本都是先讲后练的模式，讲的过程基本就是理论课程的重现，以致使课程不生动、枯燥乏味。那怎么能最大程度地提高学生的学习积极性，应该在教、学、做一体化的基础上大力推行行动导向教学。行动导向教学是源自德国的一种先进的教学理念，它强调学生是课堂教学过程的“主角”，而教师只是课堂教学的“配角”，即组织教学与协调教学中出现的各类情况。教师遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的“行动”过程，在教学中充分调动学生的积极性并注意与学生的互动，让学生在自己“动手”的实践中，学习理论知识、掌握相应的职业技能，从而建构属于自己的经验、知识体系以及技能。与传统教学相比，行动导向教学能更好提高学生的综合职业能力，有助于以后的独立外派工作。在实训教学过程中还应该逐步尝试双语教学训练模式，注意对学生外语能力的培养，教师应积极尝试用双语授课，鼓励学生用英语交流。

2.2 建立实训教学质量监督反馈机制

一般高校对理论教学都有完善的质量监督和反馈机制，而实训教学的监督和反馈往往不足，严重制约了教师的积极性，也影响了实训教学的质量。对实训教师教学质量的三级监控包括“学生评教”、“教研室同行评教”、和“专家组评教”3个部分。对实训教学环节和实训教师进行监督，其所获得的信息全部汇总到相关教学管理部门，由他们进行梳理和分析，并将最后的结论向有关部门反馈，责成有关人员或部门对存在的问题进行整改，并再次接受相关复查。学校将监控管理中所取得的有关重要信息列入各单位和教师的年终考核中。监督和反馈机制提高了实训教师的积极性与主动性，有力地促进了教学管理部门、实训教师、实践教学管理人员及上实践课学生之间的沟通与交流，对实训教学条件、教学师资、学生状况、教学管理等各方面进行有效监控，及时发现和解决了实践教学过程存在的问题，保证了实践教学各环节处于良性运行状态。

2.3 更新实验设备，探索其他的实训教学模式

轮机工程专业实训室建设投资费用较高，占用场地较大，更新速度慢，随着船舶现代化水平的提高，现有的实验设备与训练内容与船舶实际的差距在拉大。基于此现状，要在不断更新实验设备和教学内容的基础上要积极探索其他的实训教学模式。随着虚拟现实技术、仿真技术的快速发展，开发功能先进的轮机模拟器、船舶机电设备虚拟操作平台成为可能。所以以后的实训教学应该是“虚实结合”、“理实一体”的模式，使得轮机工程专业实践训练更为经济、安全、高效。

2.4 实训课程教学评价的改善

传统实训课程的评价基本以实训报告的优劣来定，忽略了学生的平时表现，对学生的考核不全面，不能调动学生的上课积极性，既不能满足学院的人才培养目标，也与行动导向教学背道而驰。对2012级学生改进了教学评价，重视过程的考核，以《动力设备拆装》课程为例，总评成绩由两部分组成，一是平时成绩，占总评成绩的70%，二是实训报告的成绩，占总评成绩的30%。而平时成绩主要由学习态度和实操考核成绩决定，见表1。

3 结语

该文通过对轮机专业实训教学教学现状的分析，发现了存在的不足，并提出一些新的改革思路，但要想真正达到好的训练目标和成效还需要在实践工作中不断摸索和总结。学院高度重视航海类专业实训教学，为了满足新时期的教学要求，在激烈的竞争中取得领先，学校已充分认识到实训教学改革的重要性和紧迫性。相信只要学院上下一起努力，我们的目标一定能实现。

参考文献

[1]殷胜，肖海瑞.船舶动力设备操作训练质量分析与改进[J].船海工程，2014（1）：99-101.

动力电池自动拆解设备的设计 篇4

美国、日本和欧洲等发达国家和地区已着手建立新能源汽车动力电池的回收利用体系, 部分国家的回收产业颇具规模[2]。国内的动力电池回收技术与欧美等国家存在一定的差距, 国内动力电池回收行业还处于起步摸索阶段, 动力电池的自动化拆解程度低, 主要依靠人工进行拆解。

废旧动力电池在拆解过程中, 由于材料、残余电量的原因, 在高温、压力、电火花等因素下, 可能引发电池的自燃甚至爆炸。特别是动力电池的容量较大, 自燃或者爆炸对拆解人员和设备的安全将造成重大的威胁。此外, 拆解过程中会产生废气、废液、废渣等污染, 也会危害拆解人员的身体健康。

在动力电池的拆解回收过程中, 如何高效地将动力电池的保护外壳与电池基体分离是一个关键的问题, 如果选择分离方法不当会造成电池短路起火甚至爆炸, 并产生一定的有毒气体, 人工操作存在安全隐患, 此外, 在手工操作的过程中, 操作者容易接触到电池废液, 危害健康。

因此, 亟需开发出动力电池自动拆解回收设备, 实现动力电池环保节能、安全可靠、效率高的拆解回收。

1 动力电池自动拆解设备的设计原则

动力电池自动拆解设备主要完成电池头切割、电芯与外壳分离、电解液收集等。

动力电池自动拆解设备由自动拆解一体机、辅助上料和检测系统组成, 其中自动拆解一体机由上料机械手、水平移动平台、夹紧定位机构、切割机构、取芯机构以及视觉系统组成, 可以实现动力电池的上料、装夹、电池头切割、电芯与电池外壳的分离及下料等一系列自动化工艺过程。图1为该设备的结构图, 主要包括:1.机架;2.上料机械手;3.水平移动平台;4.夹紧定位机构;5.切割机构;6.取芯机构;7.视觉系统;8.辅助上料和检测系统;9.上料仓;20.动力电池。

考虑到动力电池在拆解过程中产生的噪声、粉尘等, 设计了内层防护罩、外层防护罩、粉尘收集仓等, 外层防护罩采用了密封设计, 最大限度地隔绝了设备内部的粉尘和噪声。在外层防护罩四周及粉尘收集仓处设计有开门及观察窗, 便于人工日常维护和观察设备内部运行状态。同时, 设计了电池头下料仓、电芯下料仓、外壳下料仓、电解液回收池, 用于动力电池拆解过程中所产生物料的自动分类回收, 便于后续回收工艺处理。

2 动力电池自动拆解设备各分支机构设计

2.1 辅助上料和检测系统

在对动力电池进行拆解前, 通过检测系统对废旧动力电池进行剩余电量检测, 当电量处于安全拆解范围内, 方可使用该设备对废旧动力电池进行拆解[3]。如果电量超过安全拆解范围, 需要对废旧动力电池进行放电处理。目前, 对废旧动力电池的安全放电主要有两种方式:物理放电和化学放电。

通过实验证明, 当动力电池的剩余电压U≤0.3V时, 可以通过该设备对动力电池进行拆解, 当U>0.3V时, 需要动力电池进行放电处理, 可采用两梯次电阻放电方式, 即:将动力电池接入两梯次放电电路 (第一梯次放电电路中每个电池接入0.1欧姆电阻, 第二梯次每个电池接入0.05欧姆电阻) , 放电时间约2~5小时内 (电池满电状态放电耗时) 。该放电方式放电效率高, 且在放电环节中不会产生废气、废水、废渣等, 可以保持动力电池的结构完整性, 利于拆解环节的进行。

辅助上料机构主要辅助人工将动力电池送入到上料仓中, 降低人员的劳动强度, 提高工作效率。该结构主要由料仓翻转台、水平移动平台、上料推杆、操作台等组成, 为了保障工作人员的安全, 还设置了安全防护栏。其工作流程为:水平移动平台将成堆动力电池移动到各个上料仓入口, 通过上料推杆将动力电池推入到上料仓中, 待放满后将其翻转至竖直位置, 再由人工将上料仓推出送至拆解设备的上料位置处。

2.2 上料机械手

上料机械手采用直角坐标机器人技术[4], 其主要由机械手Y轴、机械手Z轴、夹爪、抬升机构组成, 用于完成将待拆动力电池从上料仓转移到水平移动平台的动作。

机械手Y轴采用伺服电机驱动, 丝杆模组传动, 用以实现Y方向上的精确位置控制, 保证抓取精度;机械手Z轴采用气缸驱动, 简单快捷的实现Z轴方向上的运动;夹爪由带导轨的气缸驱动, 可方便快捷地实现不同尺寸动力电池的抓取。为了提高整体抓取效率, 设计了抬升机构, 抬升机构采用伺服电机驱动, 丝杆模组传动, 当放置在上料仓中的待拆解动力电池被移走一定量时, 机构提升补充电池空位, 减少机械手Z轴移动行程, 提高整体抓取效率。

2.3 切割机构

切割机构由切割机、电池头夹紧机构、粉尘收集器、对刀装置和Z向移动机构组成, 用于实现动力电池的自动补偿切割以及电池头的回收。

切割机采用带刹车异步电机驱动, 皮带传动带动切割片对动力电池进行切割;电池头夹紧机构采用3组气缸之间的协调控制实现对动力电池头的夹紧和下料, 防止电池头在切割过程中的分离, 对设备产生的不良影响, 同时也有利于电池头的下料。对刀装置采用的光电对射开关, 对切割片的进行高精度的位置测量, 以保证切割过程的顺利进行, 避免因为切割片的磨损而导致的“切不断”等的情况。Z向移动机构采用伺服电机驱动、丝杆模组传动, 用于配合对刀装置, 对切割位置进行精确位置补偿。

2.4 取芯机构

取芯机构主要由取芯夹爪、Y向移动机构、取芯装夹平台组成, 用以实现电芯与外壳的分离, 以及电芯、外壳的分类下料。在取芯机构的下方设置有电芯下料仓、外壳下料仓, 可以实现分类回收。

取芯夹爪采用了伺服电机驱动、丝杆模组传动, 可以针对不同尺寸的动力电池实现夹爪开口调节, 在夹爪前端设计有斜面, 用于配合Y向移动机构实现外壳的撑开, 便于内部电芯的取出。Y向移动机构采用伺服电机驱动、丝杆模组传动, 实现取芯夹爪的Y向水平移动, 既可使夹爪撑开电池外壳, 也可在完成电芯取出后将其搬运到指定位置下料。

取芯装夹平台主要用于实现对已切割电池的Y向定位、对中定位、自锁、夹紧、下料等工序, 主要由下压机构、Y向定位机构、对中定位机构和上移机构组成, 其中上移机构采用伺服电机驱动、螺旋升降机传动, 可使下压板上下精确移动, 实现对已切割电池的夹紧;Y向定位机构采用伺服电机驱动、梯形丝杆传动, 实现已切割电池Y方向上的定位和自锁;对中定位机构采用步进电机驱动、双向丝杆传动, 实现已切割电池的对中定位;上移机构采用气缸驱动, 可使上移板上下运动, 一方面配合在前段带有卡位阶梯的下压板, 保证分离动作的顺利进行, 另一方面在完成取芯后, 将外壳上移抬起, 配合Y向定位机构经外壳下料至外壳下料仓中。

3 结束语

本文设计了动力电池自动拆解设备, 详细地介绍了各分支机构的设计及应用, 本设计具有自动化程度高、安全、可靠等特点, 主体设备采用封闭式多层保护罩, 保证了拆解过程中产生的废气、废渣、废液、粉尘等不对人体造成伤害。

动力电池的回收利用是产业发展不可忽略的环节, 具有重要的环保和可持续发展意义。本设备具有良好的市场应用前景。

摘要：文章针对方形动力电池, 设计了动力电池自动拆解设备, 该设备包括剩余电量检测系统、上料系统、移动系统、定位夹紧系统、切割系统、取芯系统、以及视觉系统, 可以实现动力电池的上料、装夹、电池头切割、电芯与电池外壳的分离及下料等一系列自动化工艺过程, 同时配合视觉系统, 以实现对整个工艺过程的可视化远程监控。该设备还设计了多层密封防护罩、粉尘自动收集装置, 可最大限度地隔绝设备内部的粉尘和噪声, 在设备的顶端预留废气出风口, 用以连接外部废气处理系统。下料仓采用双层结构, 中间通过带孔的过滤板隔开, 实现固液分离收集, 同时在下层设有释放口, 便于液体的集中收集处理。该设备安全可靠、自动化程度高, 适合在动力电池拆解上推广应用。

关键词：动力电池,电量检测,拆解,物料自动分选

参考文献

[1]刘春娜.电动汽车动力电池回收分析[J].电源技术, 2015, 39 (11) :2343-2344.

[2]何宏恺, 王粤威, 陈朝方, 等.废旧动力锂电池回收利用技术的进展[J].广州华学, 2014, 39 (4) :81-86.

[3]李长东, 余海军, 陈清后.新能源动力电池放电剩余容量性能试验研究[J].能源研究与管理, 2012 (3) :33-36.

动力设备的维护与保养 篇5

是医院中的消耗科室，这无疑对我们后勤各部门提出了严峻的挑战。

如何在做好工作的同时又降低能耗、降低动力设备的损耗，将成为我们今后的主要工作之一。

也是我们应该承担的责任。

我院在工作中主要做到了以下几点：

一、锅炉房一注重日常设备维护

我院锅炉房动力设备是医院动力设备的主体，主要包括：锅炉本体、给煤设备、除渣设备、炉排减速设备、给水设备、水处理设备、除铁除氧设备和鼓引风机设备等。

我院在日常工作中就十分注重机器设备的维护保养。

因为只有锅炉的状况良好，才能确保设备的正常运行。

在实践中。

我们的做法是：

首先，日常运行与经常性保养相结合。

主要完成以下工作：第一，检查各设备注油口、油标及日注油。

勤观察油标尺、油标面的状况;第二，如果发生台面渗油情况，马上检查缘故。

主要查密封垫，查封胶周及毫体;第三，温水炉运行前检查排风。

此项工作由带班长负责完成。

其次，阶段性维保与小型维护相结合。

主要注意以下事项：第一，按周期分别，调整上煤机，除渣机，链条的松紧度;第二。

监控水处理设备的运行状况，定时采集水样，低于水质标准时，马上进行处理;第三，将除尘设备的定期疏通，冲洗;第四，检查各配电箱、柜的卫生条件和接触是否可靠。

这项工作由管理员负责监督实施。

最后，设备工作状况与定期检修相结合。

应当完成以下内容：第一。

每年采暖结束时，对锅炉房各种设备集中进行一次检修、维护，为明年的工作做好准备;第二，针对鼓风机、引风机的工作特点，一年必须进行一次动平衡、静平衡试验;第三，接受锅炉房检验部门的年检，发现问题及时排除，并校验安全阀、压力表，以上由管理员、科长负责监督实施。

这里重点强调一个问题：为什么每年必须作一次动平衡、静平衡试验呢?很多单位的鼓风机、引风机安装在室外，鼓风机吸取的是大自然风。

风沙与叶轮长期摩擦叶片产生磨损。

引风机叶片磨损就更为严重，因为它与烟尘直接接触，飞灰与叶片形成了软磨硬效应。

这样，叶片旋转时就会产生失衡，就会出现先兆噪声加大。

三角带加快损坏，传动式轴承损坏，对轮裂纹等问题。

同时，鼓风机部件更换又是比较复杂的一件事，尤其是在冬季，往往遇到工具不全、维修人员技术薄弱、配件现购等诸多问题，其一旦发生故障，将直接影响供暖、供气，并给医院造成不必要的损失。

因此，虽然每年做一次动平衡、静平衡试验看来繁琐，却省去了很多不必要的.麻烦。

防患于未然。

二、污水处理站一依托社会资源

现在，我院已将污水处理站委托北京蓝源环境科技工程有限公司管理。

这是因为，污水处理站地下检修、维护存在不安全因素，全国个别单位出现了生命安全、死伤事件：机械设备需专业人员维护保养;自控部分要由专业人员维护。

同时，诸如定期清理格栅、污泥这样的工作，在实践中不但没有人去干，而且还有生命危险。

同时，污水处理站也是环保局重点监察地方。

工作人员稍不认真，抽样就不合格，处罚告知书、罚款单就会频频出现，管理人员就是把环保局的门槛都踩平了还是于事无补，各级领导都对污水处理站头痛。

而通过委托给专业公司管理，这些问题就迎刃而解了，所发生的一切均由承包单位负责，医院只负责宏观管理、产权管理。

三、中央空调站一新颖的服务模式

几年来，我们与远大签订了维保合同，简称EMC。

它是指通过与远大签订服务合同，为医院提供诊断、改造、管理、操作、能源、维修、保养等集约式的中央空调解决方案。

是以节能设备为基础。

以投资改造为基本特征，以节能省钱为目的，以合同形式保障医院的权益。

中央空调也是一幢建筑中使用费用弹性较大的设备，空调费用低的每年每平方米仅30元，高的超过200元。

因此。

就需要一个专家来解决空调从主机到末端的所有难题：需要一个管家来承担从主机到末端的操作、维保、清洗、能源采购和结算等数百项烦琐的工作。

远大EMC恰恰满足了这种专家+管家的要求。

其主要有以下优点：

1.节省能源，EMC依靠远大公司积累的节能技术和服务工程师团队，能精确对应当地环境和医院个性化需求。

从技术改造、运行调节和优化管理三个层面挖掘中央空调节能潜力。

2.节省费用，EMC给医院免去人员开支、管理风险、隐性成本(精力、时间)，最终在能源财务报表上体现出惊人的数据。

3.免除麻烦，EMC为客医院提供空调能耗审计、节能诊断、选型顾问、设备运行、系统维保、末端清洗、水质管理等集约式服务。

免除花费在空调上的精力和时间。

4.延长寿命，中央空调寿命在于产品质量。

更在于操作和保养。

EMC服务工程师对系统进行定期检测和专业化保养，不间断对系统进行联网监控。

延长空调设备寿命，提高投资效率。

通过与远大签订维保合同，从开机到停机，中央空调站的工作人员无须为该机组进行维护工作，只管看守好院内电源系统，蒸汽压力系统，水循环压力系统。

即完成了本职任务。

该项管理能够在规避由于人员流动、责任缺位、管理失误、技术低下、市场欺诈等一系列因素所带来的无边麻烦和巨大风险。

几年来。

通过实践的经验总结。

我们认为医院的后勤动力设备管理，选择优良的品牌设备，选择优秀售后服务的厂家，培养一支懂技术，普管理的干部，职工队伍是制胜的法宝。

同时。

把一些技术复杂、操作困难、易出故障的部门承包或分包给实力较强的专业公司，既给医院节约大量的人力、物力。

动力设备 篇6

[关键词]水电厂;动力设备;提升;可靠性

1、前言

当前，在水电厂的动力设备当中包含着成千上万个零部件，而且由于零件的大小规格不同，无论是哪个部分出现了问题都会导致整个电力系统发生故障。鉴于此，为了保证电厂的正常运行，就必须提升各个零部件的可靠性。尤其是对于水轮发电机来说，作为水电厂的重要动力设备，对于稳定整个电力系统的运行具有非常重要的作用。因此，本文通过对电厂动力设备管理的基本要求进行分析，提出了提升水电厂动力设备运行可靠性的具体措施，从而杜绝事故的发生。

2、水电厂动力设备管理的基本要求

2.1准确掌握设备的运行状态

在水电厂当中，为了顺利完成水电厂的发电任务，提高生产的效率，以及确保企业的经济效益，需要对动力设备的运行状态进行及时的掌握了解。一般来说，掌握设备的运行状态也为设备的检查、保养和维修打下了坚实的基础，如果在维修之前对设备的运行状况不了解，就会产生不必要的无用功，甚至于使得这些保养、检查措施成为无源之水。鉴于此，要随时掌握设备的实际运行状况，寻找问题环节，并做认真的分析研究，之后制定切实可行的检修方案，从而确保动力设备的运行具有可靠性。

2.2制定合理的检修计划

一般来说，动力设备的检修技术分为年度检修计划和3年滚动计划。年度检修计划，顾名思义也就是每年编制一次计划，提前准备好特殊材料、加工备品配件的准备工作;而3年滚动规划则是3年中的后2年的大修进行准备计划。总之，检修计划的编制有利于缩短工期、节省大量的费用以及合理的安排物资。在动力设备比较多的水电站当中，可以对2台机械进行交叉检修，一般在第一台机械开始检修后的10到15天后再进行第2台机械的大修工作，按照这种方法不仅有利于解决劳动力不足的问题，还能够使部分检修设备进行生产，从而缩短检修的工作时间，维护水电厂动力设备运行的稳定性，尤其是在汛期之前，能够避免一边弃水一边检修的现象发生。

2.3提高检修人员的技术水平

除了准确的掌握动力设备的运行状况和制定合理的检修计划以外，提高检修人员的技术水平是保证动力设备可靠运行的重要因素。一般来说，一个良好的检修隊伍不仅需要先进的设备，更需要具有技术过硬、素质较高的检修人员，因此面对日新月异的科学技术，为了维护水电厂动力设备的安全运转，必须要加强企业检修人员的综合素质，从而不断提高企业的经济效益。

3、提升水电厂动力设备运行可靠性的具体措施

3.1加强发电机的运行维护与故障检修

3.1.1发电机的内部

一般来说，在对发电机进行检修的过程中，首先要对发电机定子绕组端部线圈的磨损和检修状况进行检查，并对发电机的局部进行预防性试验。其次，校验发电机的保护装置进，通过进行模拟故障试验，检查保护装置的灵敏性和速度性等是否满足行业标准。再者，要依据机组的运行情况进行发电机转子接地电阻检查，一般要求电阻值大于等于0.5MΩ。[1]最后，当机组转子绝缘电阻发生了下降的现象，要及时使其恢复正常值，避免诱发机组的发生故障造成停机问题。

3.1.2发电机的轴瓦

对于发电机的轴瓦要进行定期的油样化验，从而确保其所用的油质符合规定的要求。与此同时，还要校验发电机的冷却供水检测装置，一旦发现缺陷，就要及时采取处理措施。一般来说，工作人员要对供水的正、反切换和排污试验进行检查，从而保证供水的稳定性。当校验发电机轴瓦温度保护定值的过程中，还要模拟因温度较高而导致的停机实验，保证当温度达到设定温度时便可以及时进行警报工作和停机工作。[2]

3.2防止发电机发生故障

3.2.1防止发电机制动气源消失

为了避免发电机发生制动气源消失的现象，需要做好如下工作：首先，检查制动气系统的空压机电机，进行绝缘的测量，以及及时更换空压机的机油。其次，要对发电机的制动气源进行监视，保证气源的压力正常。如果在发电机的停机过程中出现了制动气源消失的现象，要及时将调速器更改为手动模式，保障机组的空转，及时通知检修人员进行检查处理，只有当恢复制动起源之后才能停止发电机的工作。

3.2.2防止电机励磁系统故障

在发电机的检修过程中，要对发电机励磁系统的功率柜、调节器及灭磁柜等系统进行清理和检修工作，还要校验系统的自动调节功能。[3]一般说来，如果发电机在运行的过程中突然出现极大的做功负值时，就有可能导致这个值接近机组的额定容量，从而使得输出的励磁电流为0。因此，励磁系统就会失去励磁电流，俗称为失磁，由于发电机是不会允许这种行为运行的，就导致了电机励磁系统发生了故障。在故障发生之后要及时地进行停机操作，然后对转子回路的运行状况进进行检查，当这些处理完毕之后才能恢复发电机的正常运行。

3.3加强水电厂调速器的可靠运行

水电厂的调速器是水轮发电机组的重要控制设备，必须要对其进行检查工作。在检查过程中，主要是对油压装置的压力表和传感器进行校验，当油压装置的压力过低时，整个系统会发出警报动作，这时值班人员就要及时赶到现场进行检查，查找故障所在以及分析产生的原因，从而将油压恢复到正常的范围之内，并在一段时间内进行监督，从而保证油压装置处于规定的要求当中。如果当调速油压装置油泵不能正常的开启而导致压力过低时，就要通知检修人员进行修理工作。与此同时，要在调速器的日常运行中保证其环境的清洁，进行管道和液压管的维日常护，及时更新相应的调速器用油，从而防止安全故障的发生。

4、结束语

综上所述，准确掌握设备的运行状态、制定合理的检修计划、提高检修人员的技术水平是保证水电厂动力设备运行的基本要求，也是提高水电厂经济效益的重要举措。与此同时，还应该不断加强发电机的运行维护与故障检修，防止发电机发生制动气源消失、励磁系统故障等故障，保证水电厂动力系统的稳定运行。

参考文献

[1]伍育华.提高水电厂动力设备运行可靠性措施分析[J].通讯世界，2013，24（20）：45-46.

[2]刘华康.浅谈水轮发电机组保护的配置与特点[J].甘肃科技，2010，26（21）：48-50.

动力设备的节能环保改造工程 篇7

一、六恒温与AV恒温两个制冷站并网运行

公司所属工厂建有六恒温与AV恒温两个制冷站, 分别供给南北厂区。春秋季节室外温度相对较低时, 两个制冷站的负荷都偏低, 经常出现离心机组喘振现象, 既影响设备寿命, 又浪费能源。为此, 提出利用已有热力架空管道 (非供热季闲置) , 将两个制冷站并网, 在负荷较小时, 开一台制冷机, 带两区负荷。夏季负荷稳定后, 再分网运行。改造后, 每年节约电费30万元, 同时减少了设备损耗, 降低了维修费用。

二、水泵电机变频调速改造

水泵房提供全厂生活用水、生产用水和消防用水。市政自来水进入蓄水池, 由水泵二次提压, 以满足高层用水和消防用水压力。两台37kW水泵电机常年不间断运行, 在夜间或休息日, 因用水负荷减小而使管网压力升高, 经常出现管道破裂情况。为此, 将水泵运行改为变频调速运行, 增设一套变频调速控制柜, 4台水泵两用两备, 控制柜设转换接触器, 可对任何水泵调速控制。根据不同时间用水压力不同的特点, 按需求设定供水压力 (0.2～0.28MPa) , 如遇火警可提高供水压力 (0.4MPa) 。采用变频调速后, 夜间时一台水泵运行即可满足使用要求。定压调速后, 每年节约电费7万元, 大大减少了管道维修费用。

三、中央空调系统风机电机采用开关磁阻调速

AV大楼与TV大楼的中央空调系统经组合式空调箱向车间送冷风。以往对车间温度的控制只能凭借值班人员2h一次巡视, 根据末端温度来操作制冷机开停。为此, 经过调研, 决定采用开关磁阻调速电机更换组空风机电机。基于SR的中央空调节能系统见图1。

1. 基于SR的中央空调节能系统工作原理

系统运用了计算机技术及模糊化控制技术, 控制单元和信号采集单元组成闭环控制系统, 通过对冷却风机、水泵的工艺参数 (温度、压力等) 和设备参数 (电机功率) 的优化控制, 使风机、水泵一直工作在满足要求条件下的最省电的运行方式。在确保用户舒适的前提下自动调节电机转数, 彻底解决电能浪费问题。

2. 基于SR的中央空调节能系统特点

采用最先进的开关磁阻电机系统, 系统由温度、压力传感系统、PLC控制系统、开关磁阻电机等和冷却泵组成闭环控制系统, 将温差、压差的反馈值与设定的目标值进行比较运算, 通过PLC系统自动调节电机转速, 在满足工艺要求的前提下最大化地达到节电目的, 克服了目前应用较多的变频器调速范围窄、本身有电耗的局限性, 可节电30%～80%。

2005年, 对公司的中央空调系统10台22kW电机进行了改造, 应用了中央空调智能控制系统。经测试, 综合节电率平均超过55%, 在春秋季节, 节电效率高达80%。表1是该系统在2005年11月的实测数据对比。

表1数据表明, 开关磁阻电机应用到中央空调上具有极好的节电效果。

四、空压站与六恒温制冷站合并

原动力系统分工过细, 站房分散, 设备效率低下, 已经不能适应新的生产形势。因此, 在空压机更新计划制定时, 决定将空压站与六恒温制冷站合并, 增设螺杆式空压机, 安装在六恒温站房预留位置, 储气罐等后冷却设备过渡时期共用, 在资金紧张的情况下, 利用3年的时间将空压站改造完毕。新空压站的建成, 极大地提高了压缩空气的供气质量, 吸附式干燥机取代冷冻式干燥机, 去湿除油能力提高, 避免了冬季输气管道因含水过多引发冻堵事故。新系统设备自动化程度高, 可无人值守, 安全性能有保障, 且产气效率高, 极大地降低了运行费用。

在原空压站拆除后, 将原有冷却系统蓄水井保留, 改造成180m3的雨水收集池。周边雨水排水系统在道路改造中同期改造施工, 利用极少的资金产生大效益。将该雨水收集池收集的雨水用于厂区绿化, 年节约绿化用水4 000m3。

五、建立虚拟电话系统

公司原有电话室, 负责外线电话的接转工作, 话务员8人。经过协商, 决定将电话室取消, 废除交换机, 改造成虚拟电话系统。改造完成后, 原有分机电话全部变成直线电话, 分机间3位小号通话不变, 分机间通话不计费。该项工作减少值班及维护人员12人, 年节约维修费10万元。

六、锅炉房转交供热办公室管理

公司锅炉房有6.5t锅炉5台, 已运行25年。由于老锅炉热效率低, 二氧化硫排放超标, 无法继续运行。经商议, 将锅炉房转交供热办公室管理, 进行更新改造, 使公司减轻了供热负担。

七、新厂区路灯选用LED光源

所选LED路灯光学透镜同时具备对称及非对称光形, 对称光形可将光线均匀照射到车道路面, 而非对称光形则将大部分光线照射至车道上仅留部分光照射于人行道上, 符合道路照明要求。

采用高功因交换式电源/分散式定电流输出设计, 电源模组有8路独立定电流源, 供给每一独立串接的LED光源。同时在光源板上还放置热敏电阻, 监控LED光模组温度, 当光模组温度超过70℃时, 则自动调降电流源, 确保LED不会过热而影响其寿命和光的品质。

八、结语

浅析炼化动力设备的维护与保养 篇8

关键词：炼化,动力设备,维护保养

1 空气压缩机的日常保养与维护

1.1 空气压缩机零部件的维护与保养

为保证空气压缩机能够正常、稳定、安全工作, 延长工作机的使用寿命, 我们在管理工作中, 必须详细地编制维护保养方案计划, 做到机组有专人操控、定期进行保养、定期进行检查维护, 使空气压缩机组的整体洁净无污 (如表1所示) 。

工作人员在按计划进行维修或者更换部件时, 首先一定要确保空气压缩机整个系统已经全部彻底泄压, 并确保压缩机与系统外压力源已完全断开, 确保主电线路开关已经处于断开状态, 并且摆放好禁止合闸标牌。其中压缩机润滑油的使用周期一般受工作环境、尘埃、湿度、空气中是否有酸碱性气体的影响。在对空气过滤器、进气阀进行维修更换时, 禁止任何物体进入压缩机主机腔中。在操作时, 一定把主机入口密封完好, 维修后, 用手进行盘转数圈, 确保无障碍后, 方可开机试运;在机组运转2千小时左右是, 要对皮带的松紧度进行检查, 同时要保证皮带不要受污油沾染。

1.2 压缩机冷却器的清洁

空气压缩机运转2千小时后, 需打开机组风扇架上的吹扫孔, 通过吹气枪进行吹扫灰尘处理, 把散热器表面的灰尘吹扫干净, 清除散热表面灰尘。如果散热器表面灰尘堆积较多, 无法吹净, 可卸下冷却器, 放净机油, 并封好进出口, 以免进入杂物, 然后用水进行冲洗处理, 最后晾干其外表的水滴再重新安装好。

1.3 冷凝水的排放

在油气分离罐中, 由于空气环境含有水分, 会凝结其中, 尤其是潮湿的节气, 凝结更为严重。水凝结的条件是, 空气的压力露点高于排气温度、或者机组暂停冷却期间, 就会有冷凝水被析出。一旦水份进入润滑油中, 会对润滑油造成乳化, 影响机组的正常运转。冷凝水的存在会造成压缩机机组润滑不到位;影响油气分离的效果, 增大油气分离器的压差;严重时会引起机组零件的生锈和腐蚀。为此, 我们管理人员必须根据环境情况, 及时排放冷凝水。排放冷凝水方法一般为:首先机组要停机、确保油气分离罐内无残余压力、机体冷却充分、并等机体内冷凝水充分沉淀后再实施排放。

1.4 日常周期维护工作

(1) 每周应进行的维护工作:排查各位置仪器仪表显示是否正常;排查机组运行时是否有异常声音和泄漏点;排查各位置温度计读数是否正常。

(2) 每月应进行的维护工作:排查机组是否有锈蚀点、零部件是否松动;适当时机进行冷凝水排放。

(3) 每季度应进行的维护工作:对冷却器内部及表面进行除尘处理;对电动机轴承加润滑油;排查油管等线路有无老化、破裂迹象;排查电器元件是否有虚接, 对电控箱进行除尘清理。

2 空气压缩机常见故障分析与排除。

2.1 空气压缩机漏油的判断及处理:

(1) 空气压缩机一旦出现漏油现象, 首先要检查油封部位是否有开裂迹象、内唇口有无翻边或者开裂, 一旦出现裂痕应及时更换;其次对主轴和油封的接触面进行排查, 是否有破坏痕迹;最后排查油路的回油是否保持通畅, 回油不通畅也会造成曲轴箱的压力升高, 致使油封出现漏油现象。

(2) 尽力挪动主轴, 排查径向的间隙是否过大, 如果间隙过大需要更换心得轴瓦和油封。

(3) 排查零部件的密封垫是否有密封不严, 如有泄漏情况, 及时更换新的密封垫, 同时确保各个部位的螺栓拧紧到位。

(4) 空气压缩机进行漏油排查后, 要对皮带的松紧程度进行重新调整, 一般用手指按下最大1厘米为松紧适度。

(5) 空气压缩机漏油, 还要对箱体铸造和加工是否存在缺陷进行排查, 及时修复及更换带有缺陷的零部件。

2.2 空气压缩机异响和处理方法:

(1) 空气压缩机出现异响时, 首先检查连杆瓦、连杆衬套、主轴瓦是否存在磨损、拉伤或烧损, 连杆螺栓是否有松动, 检查空气压缩机主油道是否畅通;建议更换磨损严重或拉伤的轴瓦、衬套、主轴瓦, 拧紧连杆螺栓, 用压缩空油孔对准空气压缩机进油孔;气疏通主油道。重新装配时, 应注意主轴轴承。

(2) 空气压缩机异响时, 检查主、被动皮带轮槽型是否一致, 不一致请更换, 并调整皮带松紧度。

(3) 检查润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞, 压力不足应立即调整、清理、更换失效管路;检查润滑油的油质及杂质含量, 与使用标准比较, 超标时应立即更换;检查空气压缩机是否供油, 若无供油应立即进行全面检查。

(4) 检查空气压缩机固定螺栓是否松功并给予以紧固, 有助于缓解空气压缩机异响。

(5) 齿轮传动的空气压缩机还应检查齿轮有否松动或齿轮安装配合情况, 螺母松动的拧紧螺母, 配合有问题的应予更换。

3 对动力车间设备管理工作的建议

(1) 加强动力管理, 健全组织机构, 制定各项动力管理制度。做到:使用的限额、质量有指标、消耗有定额、节约有措施。机动部门要会同有关部门认真搞好综合平衡, 保证水、电、汽、风、氮的安全平衡长周期地运行和供应。

(2) 加强水、电、汽、风、氨的运行管理, 结合本厂的实际, 机动部门要会同生产部门, 在保证系统安全可靠运行条件下, 搞好经济运行。机动部门要对本厂的动力各系统做好事故状态下特殊运行方式的对策, 以便要紧急情况下, 防止事故的扩大, 保证动力供应。

(3) 应加强水质管理工作, 应设立专门机构负责本部的工业水、循环水、锅炉软化水、脱盐水等的分析试验、测试、应用研究等技术管理工作。

(4) 要明确划分动力设备及其管理网线路的管理责任, 定期进行巡回检查, 维护检修, 预防性试验和隐患处理, 保证水、电、汽、风、氮管网及线路畅通无阻。要制定切实有效的措施防止大面积停水、停电事故的发生。

(5) 必须认真做好电力系统、供水、循环系统、供风管理、蒸汽的供用管理、尾气、冷凝水的回收和余热利用监督工作和管理。

参考文献

[1]祁犇.压缩空气站爆炸原因分析及解决措施[J]中国设备工程, 2005, 07

[2]严天宏.压缩机的现状发展及新型技术展望[J].压缩机技术, 2011, 01

机械动力设备完好率评定方法探析 篇9

机械动力设备完好率是指生产设备中完好的或者性能良好可以使用的设备占所有的生产设备中的比值或百分数。其主要用来衡量工厂或企业生产用设备的技术状况, 是一项反映企业设备管理情况的重要指标。根据机械动力设备完好率的含义, 我们不难得出它的公式:

设备的完好率=完好设备的台数÷所有设备台数×100%

机械动力设备作为企业的重要装备为企业的发展提供了物质基础。因此, 对于机械动力设备完好率的研究具有重要的意义。下面就机械动力设备完好率的评定指标和评定方法进行探讨。

2 机械动力设备完好标准及等级划分

通常情况下, 机械动力设备的完好标准主要有以下几方面:

(1) 机械动力设备各方面的性能良好。这主要指设备的精度、灵敏度等状态良好, 能够符合生产所要求达到的标准。

(2) 动力设备在生产的过程中运转正常。主要指设备的运转过程中无异常情况, 如超温或超压现象;所有零件的腐蚀或磨损情况低于规定标准;润滑等程度达标以保证各个结构的正常运行, 同时降低能耗。

(3) 能耗正常, 无泄漏情况。即电能、燃料及原料等消耗量正常, 且无电、油和水等的泄露情况出现。

(4) 动力设备中带有的传动系统, 其性能指标要合格。即传动的速度正常可控, 变速性能好, 油路畅通以保证滑动部分的灵敏度好。

(5) 动力设备的技术、维修等资料准确齐全, 方便技术人员的使用以及维修人员的及时修理。

(6) 机械动力设备的整体卫生整洁, 这也有利于延长仪器的寿命。

机械动力设备技术状态一般可以分为4个等级, 其中达到一、二级的设备为完好设备, 三、四级的设备为不完好设备, 需进行修理或更新方可达到完好的设备。即, 第一, 一级设备。符合完好标准, 主要精度 (能力) 达到原设备出厂标准。第二, 二级设备。符合完好标准。第三, 三级设备。达不到完好标准, 有缺陷、带病运转或停机待修的设备。第四, 四级设备。待报废设备。

设备技术状态系数是进行机械设备完好率评定的重要参考数据。设备技术状态系数是指设备技术鉴定人员依据设备完好标准和设备技术标准对设备的特征技术指标和通用技术指标进行观察、检测和计算得出的总数值。这个数值可以准确地表明设备的实际技术状态, 用以确定设备的使用价值和价值, 又可称作设备价值确定系数。

3 机械动力设备完好率的评定方法

随着对机械设备完好率研究的深入, 机械设备完好率的评定方法也在不断完善。通常情况下, 对设备完好率的评定方法是将其量化计算, 得出一个值来表示机械动力设备的完好率。完好率的计算方法目前使用较多的有3种。

(1) 利用动力设备的数量来评定其完好率, 即所谓的数量统计法。其计算公式为:

机械动力设备完好率=目前完好动力设备的数量÷目前所有动力设备的总数

此方法的优点是:简明直观, 能够方便地统计某一时间点上的动力设备的完好率。正是由于这种方法的简单, 它的计算中考虑的因素太少, 因而用数量统计法评定动力设备的完好率具有许多局限性:此方法的时效性强, 计算出的结果仅能评价某个时间点的设备完好情况, 不考虑设备之前运转是否良好;有些设备在统计时处于闲置状态, 但并不是由于故障原因, 根据这种方法统计时并未将其统计在内, 因此得到的数值与事实不符, 为实际生产过程带来了许多麻烦。

(2) 根据设备的运转记录, 统计设备的完好运转的时间, 进而评定机械动力设备的完好率, 简称为时间统计法。其计算公式为:

机械动力设备完好率=统计设备完好运转的时间÷整个制度的工作时间的总和

在许多时候, 企业在统计工程中习惯用台日作为时间单位, 因而计算公式调整为:

机械动力设备台日完好率=动力设备完好的台日数÷设备全制度台日总数

此方法较第1种方法而言动态评定了动力设备的完好情况;将某一时间点的评价拓宽到了某个时间段内动力设备的运转情况;公式的计算可根据需使用的时间度量单位来调整, 灵活性上升, 时间区段取得越小, 统计就越精确, 例如台日可改为台时, 得到的就是动力设备台时完好率。

虽然此方法比第1种应用广泛, 但是它和第1种方法都没有考虑到动力设备的经济价值因素, 因而也有局限性。所以, 研究人员进一步分析得到了第3种方法。

(3) 经济价值加权法。将前2种方法未能考虑到的经济价值因素反映到了设备完好率的评定中, 让设备的成本以及消耗等经济因素作为调整时间统计法计算中的权重系数, 得到了第3种计算公式。经济价值加权法通常反映单位设备的完好运转情况, 得到的是单位设备完好率, 计算公式为:

单位动力设备完好率=所有统计设备的价值系数的总和×动力设备台日完好率

其中, 统计设备的价值系数=参与统计各个设备与总设备原价值的比值的总和。

这种方法能够真实有效地评价企业动力设备的完好情况。缺点是工作量大, 统计和计算繁琐。

(4) 单机动力设备技术评定标准。它的相关依据均为设备技术人员熟知的技术标准和设备完好标准, 借此阐述不同设备的技术评定关键和重点。由于单机动力设备自成体系, 借助以上标准能够让我们更好地评定单机动力设备。依照该技术评定标准, 需要对单机动力设备的不同部位进行观察与检测, 并明确它们的技术状态以及在设备中的作用、地位, 最后确定它们在技术评定过程中的得分情况。将不同项目所得之分相加, 得到的就是整个设备的完好情况。通常而言, 单机动力设备技术评定标准实行百分制, 大于90分 (包括90分) 即可以评定为“完好设备”;大于80分 (包括80分) 小于90分可以评定为“良好设备”;大于70分 (包括70分) 小于80分可以评定为“可使用设备”;低于70分 (不包括70分) 的定为不能使用设备。在本质上, 所得分数的百分数便是该设备的技术状态系数, 是明确设备价值的一个重要因素。

单机动力设备技术评定选择以柴油机发电机组为例, 简要阐述其评定方法, 具体如表1所示。

首先, 单机动力设备的技术评定人员查看相关的档案资料;其次, 到设备现场进行实际的检测, 并根据以上标准进行评定。具体而言, 依照柴油发电机组技术评定标准中所列的8项标准, 对照被评定柴油发电机组的实际情况, 而后逐项进行评定、协商打分;最后将每一项所得分数进行汇总, 所得结果就是柴油发电机组的技术鉴定总得分。通过所得分数, 并结合上文中所提到的分类标准来确定“完好设备”、“良好设备”、“可使用设备”以及“不能使用设备”。

以上4种方法都有利有弊。在实际应用中, 数量统计法可以方便、快速地计算出某一时间点设备的状态, 通常在估算设备情况时采用。时间统计法可以评价一定时间内设备的运转情况, 也相对简单。经济价值加权法完善了时间统计法的不足, 将设备的经济原价值作为计算公式中的一个调整量, 使评定更加真实有效地反映实际情况下设备的运转情况, 但是统计量大、工作繁琐, 不能经常性使用。单机动力设备技术评定标准比较简便, 但是对设备技术评定人员的经验和专业知识要求较高, 主观性较强, 如果设备技术评定人员综合素质较高, 则评定结果比较可靠。因此, 在进行机械动力设备完好率的评定计算时, 要根据实际情况, 选择最合适的方法, 使得评定过程更加简便, 评定结果更加科学。

4 结语

综上所述, 机械动力设备作为企业固定资产的重要组成部分, 体现了企业的自动化、机械化水平, 为企业发展提供物质保障。通过对机械动力设备完好率评定标准与方法的研究, 进一步提高机械动力设备的运行稳定性及工作效率, 促进企业的可持续发展。

参考文献

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[2]尹波.机械设备完好率及利用率计算方法分析[J].人民长江, 2010 (5)

[3]陈丁跃, 李琪, 徐晖.飞机场机械动力设备完好率评定标准[J].机电产品开发与创新, 2001 (4)

[4]陈丁跃, 李琪, 徐晖.机械动力设备完好率评定标准[J].机械工业标准化与质量, 2001 (12)

[5]黄中一.设备完好率指标设置的改进建议[J].汽车科技, 1999 (5)

动力设备作用下楼板有限元分析 篇10

关键词：动力设备,有限元,楼板计算,动力响应

1 工程概况

在现代工业建筑设计中, 振动设备置于楼板上的情况越来越多, 废石胶带驱动站是一类比较特殊的结构, 驱动设备的功率一般很大, 同时由于矿石转运的需要, 胶带头部的驱动设备需要置于二层楼板, 这就对楼板的安全性及舒适性都有着较高的要求。江西某铜矿废石胶带驱动站为目前国内规模较大的废石胶带驱动站, 楼板跨度15 m, 在设计过程中采用有限元软件ANSYS进行了静力及动力荷载作用下的响应分析, 验证了结构的可靠性。

该驱动站为两层的钢筋混凝土与钢结构结合的混合结构, 二层楼板为一块三面支撑一侧悬挑的厚板, 悬挑侧楼板跨度16 m, 受力情况比较特殊, 也是本工程最为关键的部位。

2 有限元计算

2.1 计算条件

有限元软件采用ANSYS, 模型中需要较准确模拟结构单元 (墙、板、柱) 之间的连接刚度。为全面考虑周边构件对二层楼板的边界约束作用, 建立包括周边柱、底层剪力墙、屋面结构在内的整体模型 (见图1) 。

通过对三边简支 (固定) 、一边自由板分别采用壳单元和实体单元建模计算的对比发现, 对比二层楼板 (属于中厚板) 两种单元计算结果十分接近, 简化起见, 采用壳单元计算是完全可行的。荷载作用于楼板上表面、中面两种情况的结果接近, 简化起见将荷载作用于楼板中面。

主要构件尺寸:柱子2.0 m×1.0 m, 1.0 m×1.0 m, 剪力墙厚度1.0 m, 楼板厚度取1.8 m, 板顶高度6.8 m, 悬臂边的梁高2.5 m, 宽1 m, 板内两道梁高1.8 m, 宽1 m。混凝土材料密度2 500 kg/m3, 弹性模量31 000 MPa, 泊松比0.2。

荷载包括恒活两部分, 其中恒荷载包括结构自重、设备自重以及物料荷载, 其中设备自重有电机和头部支架两部分。结构自重和设备自重的施加通过在相应节点上施加质量单元来实现, 同时考虑其对动力特性的影响。活荷载部分包括楼面分布活荷载、启动工况的胶带张力、CMS上的活荷载、楼板底面的吊车荷载以及电机运转时的周期荷载 (见表1) 。

荷载工况:

静力分析:1.35×恒荷载+1.3×活荷载。

模态分析:1.0×恒荷载+0.5×活荷载。

动力时程分析:电动机开始启动 (持时5 s) →平稳运行 (持时5 s) →刹车至停止 (持时5 s) →自由振动 (持时5 s) 。

动力时程分析:电动机开始启动 (持时15 s) →平稳运行 (持时15 s) →刹车至停止 (持时15 s) →自由振动 (持时5 s) 。

动力时程分析:电动机开始启动 (持时110 s) →平稳运行 (持时5 s) →刹车至停止 (持时110 s) →自由振动 (持时5 s) 。

谐响应分析:对本工程电机运转的周期激励荷载 (0 Hz~30 Hz, 18 t×1.3) 产生的结构动力反应进行计算。

2.2 静力计算

楼板应力分布见图2。

在1.35×恒荷载+1.3×活荷载工况作用下, 楼板的竖向挠度变形分布如图3所示。楼板挠度变形分布基本轴向对称, 最大变形位置位于悬挑边的中点, 挠度约为2.2 mm。由应力分布图看出, x方向应力局部达到1.8 MPa;y方向局部应力达到6.4 MPa, 总体应力水平很低。

2.3 动力分析

通过模态分析得到楼板结构前10阶自振周期结果见表2。

在本工程的计算中采用ANSYS中的瞬态动力计算方法, 对电动机启动直至平稳运行全过程进行跟踪计算, 得到结构的力学响应。

模拟的工况:电动机开始启动→平稳运行→刹车至停止。全过程考虑的荷载包括静力荷载 (自重荷载等, 在整个过程中保持恒定值) 、启动及刹车时A, B支架的冲击荷载, 以及运行时电机的频率为25 Hz的周期荷载。根据所给资料, 计算两种情况:冲击荷载作用时间分别定为5 s和15 s, 可将其看作持时5 s和15 s的矩形冲击波;电机的周期荷载根据资料其激励频率为25 Hz, 将其看作频率为25 Hz的正弦波。即工况1:电动机开始启动 (持时5 s) →平稳运行 (持时5 s) →刹车至停止 (持时5 s) →自由振动 (持时5 s) ;工况2:电动机开始启动 (持时15 s) →平稳运行 (持时15 s) →刹车至停止 (持时15 s) →自由振动 (持时5 s) 。工况1及工况2楼板的竖向挠度见图4, 图5。

完全积分时程算法采用完整的质量、刚度、阻尼矩阵, 计算量大但结果准确。ANSYS中动力分析的阻尼包括常阻尼、材料阻尼、单元阻尼、瑞利阻尼等类型。通常完全积分算法采用瑞利阻尼, 对于本工程阻尼比取0.05, 取第1阶与第5阶楼板自振频率进行插值。计算中首先将静力荷载全部施加于结构上, 然后施加启动冲击荷载以及电机周期激励荷载, 模拟系统经历静止→启动→正常运转→停机的全过程。计算总时长分别为20 s和50 s。

对于工况“电动机开始启动 (持时110 s) →平稳运行 (持时5 s) →刹车至停止 (持时110 s) →自由振动 (持时5 s) ”的分析结果, 基本同以上两种工况, 故不再赘述。

2.4 谐响应分析

ANSYS中谐响应分析主要用来计算一定频率范围内的正弦周期荷载激励下结构振动达到稳态时的动力反应。在此, 采用谐响应方法对本工程电机运转的周期激励荷载 (25 Hz, 18 t×1.3) 产生的结构动力反应进行计算, 结果如图6所示。

图6中横坐标为正弦周期荷载激励的频率, 纵坐标为楼板最大动力反应挠度值, 图6表示的是在不同频率的激励荷载下楼板的动力反应。可以看到, 当电机荷载激励的频率为16 Hz时, 与楼板本身自振频率接近, 此时楼板的挠度响应增大, 但也只有0.27 mm。对于本工程, 电机荷载激励的频率为25 Hz, 楼板的挠度响应为0.03 mm, 十分微小并且此数值与动力时程计算稳态时楼板的振动幅值一致, 证明了计算结果的可靠性。

2.5 计算结果分析

由有限元静力及动力分析结果, 标高6.800处结构楼板最大挠度出现在15 s工况电机制动时, 最大挠度为2.58 mm, 满足规范要求。静力分析的变形结果可以看出, 垂直和水平两个方向的变形值比值为100∶1.8∶5.8, 即楼板的总变形值中垂直分量占了绝大一部分, 水平方向的分量基本可以忽略。

启动阶段、正常运行阶段及制动阶段可以得到类似的结论, 其中制动阶段, 楼板的变形响应最大, 挠度值达到2.58 mm, 是静力分析结果的117.3%, 挠度与跨度的比值为2.58/16 000=1/6 200。

楼板中应力分布情况如下:x方向应力局部达到1.8 MPa;y方向局部应力达到6.4 MPa。折算混凝土最大主压应力小于7.0 MPa, 而C30的混凝土抗压强度设计值为14.3 MPa, 混凝土最大正应力与允许压应力比值小于0.5, 总体应力水平很低。

关于共振及振动对结构的影响:本工程设备强迫振动频率与结构自振频率之比1.633;设备强迫振动频率与结构自振频率两者相差63.3%。由于是高频设备 (结构无法做到自振频率高于设备频率) , 故在设备启动和制动过程中有极短的时间段, 设备频率越过结构频率。根据谐响应分析结果可以看出结构仍处于安全状态。

3 结语

本文通过建立全尺寸结构有限元模型, 对带有驱动设备的楼板进行静力及动力全过程分析, 结果表明, 楼板结构在电机动力荷载作用下的响应满足规范要求, 在以后类似的大型工业或民用建筑中可采用此类的结构形式。

参考文献

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[3]GB 50040-96, 动力机器基础设计规范[S].

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动力设备 篇11

振动检测与故障诊断技术通常用来对机械设备的运行状况进行诊断和检测,可以及时发现设备中出现的异常情况,预估设备故障的可能发展趋势。目前该项技术已被广泛应用于保证设备安全运行和事故预防方面。这项技术也直接推动了设备维修由常规的定期计划性的维修向挤积极主动预测性维修转变,有利于提高机械设备的使用寿命,产生了良好的经济社会效益。

船用动力设备齿轮箱等设备的健康监测和故障诊断技术是在其运转的基础上,利用外部测量设备,测试判断设备内部的健康状态,判定故障出现的位置、可能产生的原因,并对故障的发展趋势做出正确判断,为故障的排除做出指导。

船用动力设备齿轮箱的振动检测技术通常包含以下几个方面的内容:

(1)测试动力设备,获得设备的振动信号。根据测试设备的差异,选择合适的振动测试系统,对于齿轮箱的检测,要选择与之匹配的振动测试系统。选好振动测试系统后,将传感器安防在测试设备的适当位置进行振动信号的采集,常用的传感器由加速度传感器、速度传感器和位移传感器。分别对应于高、中、低频振动信号。

(2)对振动信号进行处理,获取有效信息。振动测试得到的信号必须经过处理才可以用于之后的分析应用。首先要检验测试得到信号的可用性,对于可用差的信号要及时剔除,以免对结果造成不利的影响。信号处理通常采用的是预处理方式,及利用平滑滤波等技术消除噪音,提取出合理的复合故障特征的有效信息。对于振动信号的处理是设备故障振动检测的关键所在,十分重要。

(3)结合振动信息处理结果,做出故障诊断,制定合理的故障处理意见。利用振动信号的处理结果和一般故障特征频谱进行对比判断,对故障的产生原因和位置进行诊断,判断故障可能的发展趋势,制定保养维修计划等合理的故障处理措施。

2船舶动力设备齿轮箱试验分析

本文在实验过程中对06型齿轮箱振动信号进行了测试分析, 试验操作流程如图1所示,试验结果作为船舶动力设备齿轮箱故障诊断处理依据。

试验中使用的齿轮箱为06型齿轮箱,齿轮箱振动测试的传感器分别安防在齿轮箱的输入轴径向位置等处,本文中也主要对齿轮箱的这个位置处的振动情况进行分析研究。

2.1试验工况

本文选择在柴油机转速1500r/min,不同负荷(0%,25%, 50% 和75%)的情况下进行了试验。工况如表1所示。

2.2试验分析

试验中,分别对齿轮箱的振动信号进行了适于分析,对时域信号的分析可以直观的判断所采集信号的有效性。对采集的齿轮箱信号进行除了可以得到时域统计指标有有效值、峰值等。频域信号的分析主要进行的是功率谱密度分析,用于表征振动信号的能量分布情况。振动信号的分析方法可以分为时域分析法和频域分析法。

时域分析作为最基本的信号分析方法,是在特定的时间域内对信号进行定量和定型的描述和分析。其特点为直观、明了、便于读者理解。时域信号的分析通常可以分析波形分析和时域统计分析两类。设备发生故障,运行不正常时,通常会在其振动波形上表现出明显的变化。实践中一般根据故障可证,直接利用波形辨别故障信息。时域统计分析则是对振动测试信号在时域内波形进行幅值统计,得到复制概率密度函数,计算特征参数和动态指标。信号的时域参数通常用来表征信号的幅值变化情况、波动大小和能量的分布情况以及相关规律。时域分析经常用到的时域参数有均值、有效值、 标准差、峰值等。时域分析中的有量纲幅域诊断参数并不是十分稳定,会随着转速、负荷等工作条件的变化而发生改变,导致在实际应用中难以区别。因而,在实际的应用中还采用了一些无量纲的指标,实际使用的无量纲的指标对于机器的运转状态有着足够的敏感, 并且对于信号频率等改变不是很敏感,不随机械工作条件的改变而改变。常用的无量纲指标有波形指标、脉冲指标等,由时域信号参数演化得到。

频域分析是信号分析处理中另外一种十分常见的分析方法, 在动力设备的故障诊断中应用广泛。机械设备由于故障的产生和发展通常会引起震动信号频率结构的改变,表现出了一些特有的频域特征。通过的振动信号的频域分析,可以有效的进行故障诊断。频谱分析是频域信号的处理分析的基础所在,常见的频谱分析有幅值谱、功率谱等。信号处理过程通常需要进行一些数学变化,常用的数学变化有傅里叶变换、拉普拉斯变化和Z变换。振动测试的频域分析主要使用的是傅里叶变换。振动信号的频域分析主要是利用快速傅里叶变换将采集得到的时域信号转换为频域信号。频域特性是信号的固有客观特征,多数情况下,频域分析比时域分析更能反映信号的基本特性。

周期信号通常借助于傅立叶级数展开将时域信号转变为频域信号。在这些转换得到的频谱中,用幅值进行表示的成为幅值谱, 用相位进行表示的为相位谱,还有用能量进行表示的为能量浦。非周期信号也可采用傅里叶变换进行处理,只是变换后得到的为幅值谱密度、相位谱密度和功率谱密度。

2.3实验结论

测试得到的结果表明,齿轮箱的振动信号的峰值随着负荷的增大而增加,负荷在0% 变为25% 时,变化较小;由25% 变为50% 和75% 时,峰值变化较大;波性因素和脉冲因素的变化趋势和峰值的变化趋势基本一致。二陡峭度则并没有表现出随着负荷的增加而显著变化的特征,数值维持在3左右。

3齿轮箱典型故障验证试验

本次试验的传感器布置位置依旧防止在齿轮箱输入轴的位置,通过对试验原始数据的分析、处理,验证本文中船舶动力设备齿轮箱故障诊断方法的适用性。

3.1试验工况

本次试验分别在输入轴转速为500r/min,1000r/min, 1500r/m,2000r/m,2500r/min工况下进试验。

3.2齿轮箱振动信号分析

船舶动力设备齿轮箱故障设定为输入轴磨损,在不同的转速条件下,振动信号的处理结果如图2、图3所示。

3.3实验结论

根据实验得到的振动数据处理结果可以得出如下结论:

(1)齿轮箱的峰值在两种工作状态下都随着转速的增加而增加,但是相同的转速条件下,故障状态的峰值更大,因此峰值可以选取作为故障诊断指标。

(2)齿轮箱的陡峭度参数,正常工作情况下在4-6范围内波动,随转速增加而增加;发生故障时,陡峭度的数值变大明显,因此,陡峭度也可作为诊断故障的指标之一。

(3)波形系数和脉冲因素二者的变化没有一定的特征规律, 不适合作为诊断故障的检测参数。

4结论