迷宫往复式压缩机曲轴扭振分析研究

迷宫密封往复压缩机是一种新型压缩机,以其压缩和输送洁净气体,广泛的应用于国民经济的各部门。曲轴是往复式压缩机的主要运动部件,其结构参数在很大程度上决定并影响了压缩机的可靠性及工作寿命。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用三维建模软件Pro/E对其进行轴系建模,随后将其导入ANSYS中,建立相应的约束,并施加载荷,然后对其进行静力分析、模态分析。结果表明,该分析技术可以全面系统地分析轴系各项动力特性,可以直观准确地获得轴系不同部位、不同时刻的应力分布,为大型往复压缩机轴系设计提供可靠的理论依据。     

6M型往复压缩机轴系扭转振动分析

扭转共振是大型往复压缩机轴系破坏失效的主要原因之一。针对某6M型往复压缩机用集中质量法建立轴系质量圆盘刚度杆物理模型,将模型的转动惯量矩阵和扭转刚度矩阵代入运动学微分方程,用传递矩阵法求解轴系的模态,通过轴系模态的分析指导压缩机轴系方案设计,进而避免扭转共振的发生。进一步通过动态响应计算,校核轴系两处危险截面的扭转疲劳强度,确保轴系在设计工况下运行不会发生扭转破坏。本文的分析方法能为往复压缩机轴系的设计与扭转振动校核提供参考。     

往复压缩机轴系扭振谐响应分析

往复压缩机是石油化工行业关键的动力设备,轴系动力学特性直接影响压缩机机组运转的可靠性。以某6列往复压缩机为例,利用有限单元法对轴系进行模态和谐响应分析。结果表明:轴系存在弯曲、扭转以及弯扭组合等多种模态振型;扭转共振是轴系动力学特性主要表现形式;轴系扭转共振通常只考虑一阶扭转模态振型,二阶及以上扭转模态可忽略不计。该结论对大型往复压缩机研制及故障诊断有重要的指导作用。     

往复压缩机曲轴结构对扭振的影响分析

曲轴是往复压缩机的主要部件,压缩机运行过程中曲轴承受复杂的交变载荷的作用,易产生扭转振动,所以对6列曲轴必须进行扭振分析。基于往复压缩机向大功率、高速化发展的趋势,使用Pro/E建立不同结构的曲轴轴系模型,运用ANSYS对不同结构曲轴轴系进行静力和动力学分析,通过对比得出曲轴结构的变化对扭转振动的影响趋势,为高转速曲轴的设计提供理论上的支持。     

往复压缩机强度、扭振及驱动电机计算软件的开发

介绍了基于Visual Basic 6.0开发,主要用于工艺用大型往复压缩机分析的计算软件。软件人机交互界面友好,易于操作。软件可以完成压缩机曲轴的强度分析、轴系扭转振动计算以及驱动电机电流波动的计算。     

大型往复压缩机的试验模态分析

往复压缩机在石油化工领域有着重要作用,为了有效地控制压缩机运行时产生的振动,通过锤击法测试了一台大型往复压缩机的模态参数,采用单点激励多点响应法进行测试,复模态单自由度法进行模态参数识别.结果表明:该压缩机的前6阶模态主要为机身整体或其中一列的摆动或扭转运动.研究结果可以为大型往复压缩机的结构设计和振动控制提供指导.     

浅谈往复压缩机变转速调节对减振设计的影响

论述了往复压缩机变转速调节对轴系扭转振动及管道系统气流脉动的影响,提出了分析及问题解决的基本方法,为压缩机减振设计提供依据。     

多列往复式压缩机轴系扭振特性研究

轴系扭转共振严重危害大型往复式压缩机使用寿命。本文讨论了多列长轴系往复式压缩机扭振特性的典型数值分析方法,重点阐述了基于集中质量模型下的无阻尼自由振动特性和强迫振动下扭振响应分析方法,针对性的提出了避免和减缓扭转共振的有效措施,为大型机组轴系扭转振动分析提供了良好的借鉴。     

往复压缩机轴系动力学结构改进

以某大型4列往复压缩机曲轴系为研究对象,用Ansys有限元建模的方式,对曲轴进行模态分析和谐响应分析。分析发现原曲轴系存在扭转振动隐患,通过调整设计参数,改善了曲轴系扭振状况,改进了曲轴动力学特性。     

往复压缩机组轴系分块的扭转刚度计算研究

通过对往复压缩机轴系的特点研究,结合API684-2005(2010)第四章扭转分析标准,分别比较了几种扭转刚度计算方法,结合实际案例进行扭转刚度计算,对比某国外分析公司对应的分析报告,总结出了较为有效的轴系扭转刚度计算方法。     

往复压缩机轴系扭振有限元分析

某6列往复压缩机因曲轴扭振,出现烧连杆瓦和断轴现象,调整压缩机曲轴转速及行程后,问题得到解决。利用Ansys有限元软件,建立调整前、后轴系有限元模型,分别对各轴系进行模态和瞬态动力分析。结果发现,轴系第1列曲柄销上节点振幅共振时远大于第6列,在压缩机第1、2列连杆瓦处产生冲击载荷的可能性很大,从理论上揭示曲轴多次在第2列曲柄根部断裂的原因;在同等共振状态下,压缩机行程的减小与曲柄振幅的降低成非线性关系得到确认。     

往复压缩机曲轴扭振计算软件的开发与应用

利用Visual Basic 6.0和MATLAB混合编程技术开发了往复压缩机轴系扭振计算程序.该程序能够进行曲轴扭振的模态计算和动态响应计算,同时,还可以进行压缩机动力计算.其中,对自由振动采用了传递矩阵法;对强迫振动,则在考虑转速波动对激振力影响的基础上,采用了瞬态动力学的计算方法.通过对相关实例进行分析和结果对比,验证了该程序的可行性及工程实用价值.     

大型活塞压缩机曲轴振动分析（一）——模态分析

随着往复压缩机向大型化和高速化方向发展,曲轴因扭振而产生破坏的可能性在迅速增大,对压缩机曲轴扭振研究的要求越来越迫切。而影响曲轴扭振的最主要因素是曲轴的模态。以某大型压缩机曲轴为例,对曲轴进行简化,利用ANSYS软件以Timoshenko 3-节点梁单元为基础,考虑轴承油膜的作用,对压缩机曲轴模态进行了计算。该模型还可以用来对曲轴进行谐响应分析和强迫振动分析。利用Lanzos方法提取了曲轴前7阶模态,结果显示曲轴的第一阶模态为29.073Hz,振型为整体扭转振动。考虑吸排气过程中气阀阀片运动产生的气流脉动对激振力的影响,对激振力进行傅里叶分解,得出激振力的功率谱密度图,以判断该曲轴在工作条件下是否会发生扭转共振。     

基于ANSYS的二氧化碳往复压缩机的扭振分析

利用ANSYS软件对某4M型二氧化碳往复压缩机的轴系建立有限元模型,并对其进行模态分析和瞬态响应分析.求解出了该轴系的前8阶模态,发现轴系的11倍频落在了第一阶扭转固有频率之间,为进一步确定轴系的扭转共振特性,对切向力进行谐波分析以判断该轴系的扭振情况.通过瞬态响应分析,确定了轴系系统在交变载荷下其上各点位移、应力、应变等参数随时间的变化规律,为判断轴系在运转中是否存在冲击载荷以及对轴系进行静强度和疲劳强度计算提供依据.     

四列氮氢气往复压缩机外力及其平衡的分析与计算

以4M50-27.3/18.5-260型氮氢气往复压缩机为研究对象,分析了作用在其曲柄连杆机构上的各作用力,从振动的角度对其受力进行分析与分类,可知往复惯性力、旋转惯性力及倾覆力矩能传到机器外部而引起压缩机的振动,属于“外力（或外力矩）”,并用Matlab软件,计算分析且绘制了压缩机列的气体力、往复惯性力、往复摩擦力和活塞力图.利用添加基础或弹性支承或者通过各列曲拐错角的合理配置的方法,对引起振动的外力进行平衡,有效减小机器的振动与噪声.     

大型往复压缩机曲轴开裂的原因及改造

对一台六列M型往复压缩机曲轴多次在一级曲柄销上发生开裂的原因进行了分析，并研究实施了简便可行的调整轴系扭转振动固有频率的改造措施，有效消减了轴系的扭转振动，消除了曲轴在一级曲柄销上开裂的事故隐患。     

Non-linear torsional vibration characteristics of an internal combustion engine crankshaft assembly

Crankshaft assembly failure is one of the main factors that affects the reliability and service life of engines.The linear lumped mass method,which has been universally applied to the dynamic modeling of engine crankshaft assembly,reveals obvious simulation errors.The nonlinear dynamic characteristics of a crankshaft assembly are instructionally significant to the improvement of modeling correctness.In this paper,a general expression for the non-constant inertia of a crankshaft assembly is derived based on the instantaneous kinetic energy equivalence method.The nonlinear dynamic equations of a multi-cylinder crankshaft assembly are established using the Lagrange rule considering nonlinear factors such as the non-constant inertia of reciprocating components and the structural damping of shaft segments.The natural frequency and mode shapes of a crankshaft assembly are investigated employing the eigenvector method.The forced vibration response of a diesel engine crankshaft assembly taking into account the non-constant inertia is studied using the numerical integral method.The simulation results are compared with a lumped mass model and a detailed model using the system matrix method.Results of non-linear torsional vibration analysis indicate that the additional excitation torque created by non-constant inertia activates the 2nd order rolling vibration,and the additional damping torque resulting from the non-constant inertia is the main nonlinear factor.The increased torsional angular displacement evoked by the high order excitation torque relates to the non-constant inertia.This research project is aimed at improving nonlinear dynamics theory,and the confirmed nonlinear parameters can be used for the structure design of a crankshaft assembly.     

大型往复压缩机6M80（50）机身曲轴加工

现代往复压缩机的以大容量、高压力、结构紧凑、低能耗、低噪声、高效率的方向发展,大型往复压缩机更是压缩机行业重点发展的关键产品,也是大型石化项目的关键设备.为了满足市场大处理量流程的需要,大型往复压缩机的开发势在必行.6M80-650.46/7-81.68/6-26-BX型联合气压缩机正是在这样的背景下研制的,本文介绍了大型往复压缩机6M80 （50）基础件机身、曲轴的结构特点及切削加工特点,分析了机身、曲轴加工的工艺方案.     

曲轴轴系的扭转振动计算

以一款自主研制的CFA系列压缩机的曲轴为例,介绍如何把实际的曲轴扭振系统换算成当量系统,如何进行曲轴轴系的扭转振动计算。