黑计；研彗密.|2020Jf■第2期
Design^Research&Anafysis■基于Workbench的搅拌轴临界转速分析
储巍涛，曾真，赵子傲，石秋峰
(武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430205)
摘要：运用Workbench完成了对搅拌轴的有限元模态分析。通过软件计算出特定的搅拌轴临界转速，将它与实验数据相对比。通过改变不同的约束条件从而观察搅拌轴挠度变化值，对结果进行分析比较。另一方面还通过相关软件计算出带外伸端的两支点轴承搅拌轴临界转速。从而验证了有限元软件操作的正确性。
关键词：临界转速固有频率模态分析
中图分类号:TQ051.7文献标识码:A文章编号:1002-6886(2020)02-0057-04
Analysis of critical speed of mixer shaft based on Workbench
CHU Weitao,ZENG Zhen,ZHAO Ziao,SHI Qiufeng
frequency函数计算频数
Abstract:In this paper,we carried out finite-element modal analysis of the mixer shaft by using Workbench.
The critical speed of the mixer shaft was calculated in the software and compared with the experimental data.By changing the constraint conditions,we analyzed the change of the deflection of the mixer shaft.Moreover,we calculated the critical speed of the mixer shaft of the two-fulcrum bearing with overhang end,thus verified the correctness of the operation process of the finite -element software.
Keywords:critical speed,natural frequency,modal analysis
0引言
在工业生产尤其是化工生产中搅拌是一项必不可少的工序。搅拌可以用来使不同物料充分混合从而进行化学反应。在搅拌过程中电机在经过一系列传动机构将转速传送至搅拌轴、搅拌轴完成旋转运动。搅拌轴一边连接着搅拌桨一边连接动力来源，在搅拌过程中必不可少。搅拌轴作为一种结构件一方面在搅拌过程中会受到轴承的约束、同时也会受到电机带来的扭矩作用以及搅拌过程中搅拌液的阻力等多种力的作用，因此搅拌轴需要满足一定的强度要求，另一方面搅拌轴本身作为一种结构，具有其固有频率，而当外界给的频率接近轴固有频率，轴此时会发生强烈地振动，强烈地振动对轴是一种破坏影响轴的寿命，振动到一定程度还可能造成安全事故。本文主要研究轴的固有频率相关内容，让轴在工作过程中尽量避免固有频率附近的临界转速。1转子临界转速研究现状
1.1临界转速与固有频率
在旋转系统中，转子的每个微段的质心不会严格位于旋转轴上。因此，当转子旋转时，在一定的转速下，系统会产生横向干扰和强烈振动，当转子强烈振动时候的转速就被称为临界转速。一般来说有限个离散转动系统的临界转速数目等于其集中质量的数目；当所研究的对象是连续分布的转动系统时，理论上该系统含有无穷多个临界转速。固有频率是机械结构的一固有特性，当转子静止不动时的横向固有频率和临界转速固有频率相同。因此临界转速的大小和转子的质量分布以及弹性分布有关⑴。另一方面转子临界转速的大小还和轴本身结构、轴的粗细长短、搅拌器的质量和安装位置、轴承的相关系数有关。
1.2临界转速计算
转子的一阶固有频率可用瑞利法（详见瑞利原
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