往复压缩机曲轴断裂失效分析

通过对已断裂的往复压缩机曲轴服役情况调查和断口裂纹宏观分析,发现曲轴受轴向拉应力和扭转载荷共同作用,其断裂不在常见易断的应力集中圆角区;通过扫描电镜进行裂纹断口微观分析,同时进行了化学成分分析、金相分析和机械性能分析,能够判断该曲轴属于典型疲劳断裂,且曲轴本身无明显致裂的因素;该压缩机在服役初始的过载事故应该导致了曲轴的初始损伤,在三年服役过程中损伤不断积累以致断裂。     

气量调节工况下6M51往复压缩机曲轴有限元分析

针对大型压缩机的传动机构在引入气量调节装置后故障率上升的问题,对6M51型往复压缩机曲轴进行了动力学分析及有限元分析。首先,通过构建力学模型,在变工况条件下,分析了该往复压缩机组传动机构的受力情况;然后,在曲轴变工况运行过程中,结合有限元分析法对各级连杆轴颈的变形和强度特性进行了分析;最后,对往复压缩机曲轴的静强度及疲劳强度进行了校核。研究结果表明:该压缩机曲轴的强度安全可靠,可在变工况条件下安全稳定运行,但气量调节工况下的往复压缩机在20%～40%负荷下运行时变形及应力明显增大,疲劳系数减小幅度较大,将加速曲轴的恶化,易发生断裂导致压缩机整机故障,因此需尽量避免使该机组在20%～40%负荷以下长期运行;该研究结果可为同类压缩机曲轴的设计和变负荷工况运行提供参考。     

一种全平衡往复压缩机曲轴数值分析

全平衡往复压缩机是一种对动式压缩机,曲轴是其关键零部件之一,承受着瞬间变化的负载,能否满足强度、刚度等要求,制约着压缩机能否安全可靠运行。本文在往复压缩机热、动力计算的基础上,通过利用常规三维绘图软件建立曲轴的三维模型,并采用有限单元法对曲轴进行数值分析计算,分析了曲轴在最恶劣工况下的受力情况并进行强度校核,其计算方法和结果为全平衡往复压缩机曲轴的设计与开发提供理论依据。     

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。     

活塞式压缩机曲轴有限元分析

使用ANSYS对活塞式压缩机的曲轴进行了有限元分析。在假设条件的基础上,建立了曲轴的有限元分析模型。通过计算分析,得到了曲轴的应力分布,为往复压缩机曲轴应力、应变以及疲劳寿命的分析研究提供了基础,对于指导设计具有一定的意义。     

基于虚拟样机技术的压缩机曲轴动态特性研究

结合多体动力学和有限元方法对大型往复压缩机曲轴的动态特性进行了分析,建立了压缩机曲轴系动力学模型,分析得出了压缩机曲轴动态响应分析所需要的激励,并在这些激励力作用下计算其曲轴的振动响应,获得曲轴的位移应力分布情况,从而为曲轴机体的结构优化提供理论依据.     

往复压缩机曲轴强度校核

基于压缩机综合活塞力,利用Matlab软件编写程序求解曲轴危险截面上的应力,利用复合应力对曲轴进行强度校核。结果表明工况下曲轴静强度和疲劳强度安全系数满足要求,为同类型往复压缩机曲轴设计提供了理论参考。     

往复压缩机曲轴变工况条件下有限元分析

在往复天然气压缩机工作过程热力和动力计算的基础上,本文利用有限元法对压缩机的曲轴进行了应力分析与模态分析。以某天然气压缩机为对象进行了三维建模,在变工况的运行条件下研究了曲轴的应力和变形状态,数值分析了曲轴在交变载荷下的静强度和疲劳强度,指出其运行的危险边界工况,并对曲轴进行了模态分析,得到了自由振动模态振型与频率,在变转速的条件下,激振力频率有效避开固有频率。本文的研究结果可为同类压缩机曲轴的设计提供参考。     

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.     

多级高压往复压缩机启机过程实验与分析

多级高压往复压缩机的启机过程较为复杂,研究启机过程中各参数的动态变化对于压缩机的运行维护具有重要的指导意义。对一台高压四级四列的往复压缩机的启机过程进行测试,研究启机过程中各级压力、曲轴动态扭矩及压缩机轴功率的动态变化。结果表明：该机启机过程约为400s,启机过程中压缩机各级排气压力稳步上升,低压级排气压力比高压级先达到稳定状态;随着压力的升高,压缩机轴功率变大。对启机过程曲轴动态扭矩进行分析,得到压缩机轴系的扭转固有频率为56.2Hz。将稳定运行时的轴功率与机器空载时的轴功率进行比较,得到实验工况下压缩机的机械效率为85%。     

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。     

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。     

单拐曲轴参数化建模及模态分析

为了缩短L型往复压缩机产品的设计周期,节约设计成本,以Pro/E三维设计软件为基础,以炼化企业应用广泛的5L往复式压缩机曲轴为模型,进行L型压缩机曲轴三维参数化建模。根据压缩机热力学和动力学分析,对设计出的2.5L型往复式压缩机曲轴各危险截面进行静强度校核,并将其导入Workbench进行模态分析。分析结果表明,和曲轴的传统设计方法相比,该3D参数化设计结果可靠且极大减少了不同规格L型往复式压缩机曲轴的设计周期和设计成本,在实际压缩机设计生产中有很好的应用前景。     

基于间隙运动副的往复压缩机传动机构动力学分析

以往复压缩机传动机构为对象,利用ADAMS软件的碰撞函数,建立带有转动副间隙的往复压缩机传动机构多体动力学模型,研究间隙转动副对机构动力学性能的影响。考虑间隙幅值、气缸载荷、曲轴转速和柔性连杆等影响因素,进行五种工况的动力学分析。仿真的结果表明所述因素对机构的动力学性能影响显著。     

往复压缩机曲轴转动惯量和扭转刚度的有限元计算

以某国产往复压缩机的曲轴为例,说明了使用有限元分析方法计算曲轴转动惯量和扭转刚度的过程。计算过程规范,计算结果准确,避免了使用经验公式或近似计算带来的计算误差,为准确预测往复压缩机组的扭振固有频率和动态扭振响应,实施有效的扭振控制措施,避免机组扭振共振提供了技术保证。     

大型往复压缩机的安装与试运行

介绍了大型往复压缩机的安装程序,对往复压缩机安装过程中出现的曲轴箱水平超差、曲轴颈超差等问题进行分析并提出处理方法,介绍了激光找正仪的使用,提出压缩机在试运时应注意的事项,并对试运过程中出现的入口过滤网破损、托环涨圈的磨损、压缩机出口温度高导问题进行分析处理。     

往复压缩机曲轴旋转惯性力的计算

用微积分理论研究往复压缩机曲轴旋转惯性力,以常见曲轴为例,直接求取曲柄的旋转惯性力I_r~″,避免了曲轴质量转化的繁杂计算;推导出曲柄与曲柄销四种过渡式下I_r~′的计算式,计算精确度较高。     

《流体机械》2005年1～12期目次索引

题目名称期页压缩机螺杆压缩机风扇与换热器匹配的正交试验1 4滑片式压缩机功率计算模型的研究1 25TC450/32-13透平循环机综合改造的措施1 40往复压缩机在线示功监测系统研究2 36SolidWorks在涡旋压缩机动平衡计算中的应用2 39螺杆压缩机研究现状与热点3 30102-J原料气压缩机的轴封改造3 37基于虚拟样机的往复压缩机动力学仿真4 13大型往复压缩机曲轴开裂的原因及改造4 39CO2滚动活塞式膨胀压缩机的设计与计算5 17空气压缩机标准发展探讨5 35涡旋压缩机排气孔开设区域及孔口气速研究6 7冷藏陈列柜多机并联压缩机组节能的实验研究7 1双头…     

裂纹位置对往复压缩机连杆的影响

为了研究往复压缩机连杆出现裂纹故障对其的影响,本文运用有限元仿真的方法,对含不同位置裂纹的连杆进行模态分析。仿真结果表明,当裂纹深度5mm时,裂纹对连杆的模态频率、横向位移影响很小,对米塞斯应力影响较大。     

压缩机曲轴机体耦合动力学研究

结合多体动力学和有限元方法，对大型往复（迷宫）压缩机曲轴机体的动态特性进行了分析，建立了压缩机曲轴轴系与机体动力学分析模型。分析得出了压缩机机体动态特性分析最主要的激励——主轴承反力和活塞导向轴承反力，并在这些激励力作用下计算该机体的振动响应，得到了机体各节点的振动位移、速度和加速度，从而为压缩机的低噪声设计提供依据。