基于降低流固耦合振动的罗茨风机壳体结构优化*

2018-12-21周志海袁泽峰

机械工程与自动化 2018年6期

周志海,袁泽峰

(长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙 410114)

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罗茨风机为容积式风机，由于其结构紧凑、精度高、体积小、寿命长等优点被广泛应用于建材、电力、冶炼、化工、矿山、港口、水产养殖、污水处理等各种气体输送领域[1]。但罗茨风机工作中产生的振动一直是影响风机稳定运行的不利因素，而引起罗茨鼓风机振动的因素较多，如地脚螺栓松动、联轴器不合格、风机基础刚度差、同步齿轮啮合间隙大、转子不平衡以及其他轴系零件松动等[2]。除此之外，由于罗茨鼓风机自身的工作特点，叶轮转子旋转排气是不连续的，因此风机运转过程中将不可避免地产生随工作转速变化的气流脉动[3-4]，受此激振力作用，风机将产生不同大小的振动和噪声。

近年来，随着对各类机械结构动态特性要求的提高，结构动力修改问题越来越受到重视，特别是结构修改的逆问题一直是结构动力学极为活跃的研究方向[5]。风机壳体是罗茨风机的主要部件，为了提高罗茨风机运行的稳定性，改善风机在气流脉动下的动态性能，本文针对长沙鼓风机厂有限责任公司生产的S31型罗茨鼓风机机壳，结合机壳模态分析结果及风机气体压力脉动分析结果对其进行结构动力修改，以减小风机壳体在气体压力脉动激励下的耦合共振。