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。     

ANSYS在多列往复压缩机轴系扭振分析中的应用

随着石油化工流程规模的不断扩大,往复压缩机向超大型多列方向发展。压缩机列数的增加,导致轴系扭转固有频率降低,轴系出现扭转振动的可能性变大;经验表明,研制6列以上大型往复压缩机,必须进行轴系扭振分析。有限元技术的发展,为压缩机轴系的动力分析提供了新的解决方案。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用ANSYS软件对轴系进行了静力分析、模态分析和动态响应分析。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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.     

4M80新氢压缩机轴系扭振分析研究及优化设计

针对4M80新氢压缩机运转过程中出现的非正常机械敲击声和严重机体抖动现象,应用Pro/E、ANSYS Workbench等软件对4M80新氢压缩机轴系进行静力分析、模态分析等动态特性分析研究,并对设备进行了优化设计,结果表明,该方案在保证轴系刚度强度前提下有效提高其十阶固有频率,经过现场相同机型运行对比,大大降低了机器敲击声和抖动现象。     

基于ANSYS的六缸压缩机曲轴模态分析及谐响应分析

曲轴是压缩机的重要零部件之一,扭振破坏是六列以上的压缩机的主要失效形式。扭振破坏的主要影响因素是曲轴的模态。为此,本文针对某六缸压缩机曲轴,通过建立曲轴的振动学方程,利用ANSYS有限元计算方法,对某六缸压缩机曲轴进行八阶模态分析,分析结果表明可通过采取渗氮、滚压处理或加大曲轴过渡圆角半径等措施,达到减小曲轴变形和扭振的目的。另外,通过对曲轴的谐响应分析,计算出曲轴发生共振的频率、共振幅值和共振幅度最大的方位,为曲轴的进一步优化设计提供理论依据。     

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。     

往复压缩机网状阀瞬态运动模拟与应力分析

往复压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件。针对网状阀的结构和运动特点建立了阀片运动规律数学模型,利用Matlab和Ansys软件对阀片瞬态运动规律及动应力分布进行仿真研究,讨论了气阀弹簧刚度及阀片过渡圆弧弧度对气阀阀片动应力分布的影响。研究结果表明:阀片运动过程中的变形应力大于撞击产生的冲击应力;两段铣薄的弹性臂弹性变形最大,该区域产生最大等效应力;改变弹簧刚度和过渡圆弧弧度可以有效地降低应力值,延长阀片寿命。分析结果对进行气阀优化设计、提高网状阀寿命有重要理论意义。     

基于ART-人工免疫网络的多级压缩机故障诊断

为解决多级往复式压缩机故障诊断这一复杂问题,提出了一种基于智能互补融合的智能诊断策.该策略整合了自适应共振网络(ART)和人工免疫网络各自的优点,对数据样本进行浓缩,建立从故障状态空间至解释空间的映射,从而达到故障诊断的目的.另外,还提出新的数据浓缩度量指标--数据蒸发率.对一个四级压缩机的故障诊断结果表明,提出的方法具有诊断率和数据蒸发率高等优点.     

往复压缩机活塞杆断裂早期预警技术的研究

活塞杆断裂是导致往复压缩机发生重大事故的主要原因,但是目前还没有手段对其进行在线监测,实现事故的早期预警.一般活塞杆主要断裂形式为疲劳断裂,文中研究采用声发射技术对活塞杆进行在线监测,实现事故早期预警的可行性.通过试验得出,采用声发射技术对活塞杆断裂事故进行早期预警是可行的,以声发射幅度作为监测参数,无论从计算效率还是有无裂纹的敏感程度方面都优于其他声发射参数,并且发现通过声发射计数和能量可以预测活塞杆寿命.     

往复式压缩机小头瓦磨损故障动力学仿真研究

以对置式往复式压缩机为对象,研究建立小头瓦磨损动力学仿真模型,分析小头瓦在磨损故障下的响应规律。采用非线性接触碰撞建模方法,建立小头瓦-十字头销运动副的动力学模型,通过改变小头瓦与十字头销之间间隙,仿真计算小头瓦在不同磨损状态下的接触碰撞参数,分析小头瓦与十字头销、十字头与中体之间接触碰撞力的变化特点,得出小头瓦在磨损故障下的响应规律,指导提取小头瓦在磨损故障下的敏感特征。通过实验验证了仿真研究成果的正确性,为小头瓦磨损故障提供了一种早期预警和诊断方法。     

往复压缩机无级气量调节系统卸荷器动作特性研究

往复压缩机无级气量调节系统在石化行业应用广泛,卸荷器作为系统执行机构的关键部件,其动作特性的优劣直接关系到气量调节系统的的效率及压缩机进气阀阀片的寿命。利用Ansys/Ls-dyna显式动力学软件首先模拟了压缩机额定转速下进气阀自动开启过程,并利用电涡流位移传感器测出了对应工况下阀片的动作位移,对比验证了模型的可靠性,在此基础上模拟了不同供油压力及不同顶出时间下卸荷器的动作,确定了较为理想的液压顶出力和顶出相位,并得出卸荷器的合理动作可有效缓解阀片振颤、改善阀片受力的结论。     

基于模糊聚类的油田往复压缩机气阀故障诊断研究

往复压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件,针对其故障模式复杂、难以辨识的特点,选取与气阀运行状态密切相关的6个振动参数作为特征参数,采用模糊聚类方法对气阀故障和运行状态进行评判.用现场实际采集的20个样本进行模糊聚类分析,求出故障特征,并与频谱分析和现场实际情况进行比较,聚类结果与实际情况相吻合,证明此方法应用于运行状态评判和挖掘故障特征是有效的.     

受简谐激励弹簧测力机构的主共振与奇异性分析

应用拉格朗日方程，得到有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下具有周期系数的非线性运动微分方程Duffing-Mathieu方程；根据非线性振动的多尺度法，求得系统满足主共振情况的一次近似解以及对应的定常解，并对其进行数值计算，分析激振力、谐调值、阻尼、弹簧刚度等对系统的影响。应用奇异性理论分析方法得到系统主共振稳态响应的转迁集和分岔图。揭示一些新的动力学现象。     

最优品质因子信号共振稀疏分解的往复压缩机故障诊断

针对往复压缩机振动信息干扰耦合,振动信号非平稳、非线性的特性,提出了最优品质因子信号共振稀疏分解的往复压缩机故障诊断方法。该方法以信号共振稀疏分解得到的低共振分量峭度最大为目标,利用遗传算法与粒子群算法结合的混合算法对品质因子进行优化,得到最优品质因子;然后利用最优品质因子对往复压缩机振动信号进行信号共振稀疏分解,提取故障信息。实验及结果表明,该方法在往复压缩机轴承故障诊断方面效果显著。     

受简谐激励弹簧测力机构的主参数共振研究

应用拉格朗日方程得到有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下的非线性运动微分方程Duffing-Mathieu方程;根据非线性振动的多尺度法求得系统满足主参数共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算.分析激力、谐调值、阻尼等对系统主参数共振响应曲线的影响.随着阻尼的减小和参数激励幅值的增大,系统幅频响应曲线的峰值和共振区增大.其他参数相同时, 硬刚度力幅响应曲线与软刚度力幅响应曲线关于谐调值反对称.