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。     

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。     

微型空气压缩机组合式曲轴的扭振分析

双列立式微型往复空压机是目前新能源商用车气源的主流技术发展方向。在某机型的研发中发现,样机存在噪声、振动超标的问题,其中曲轴箱附近的噪声最大,峰值频率在1250Hz,为基频的整数倍。由于轴系的振动是曲轴箱振动和噪声的重要来源,有必要对该机型采用的组合式曲轴进行研究,判断其是否发生扭转共振。采用常惯量模型处理轴系往复质量产生的影响,考虑了轴系的装配体接触问题,建立了轴系扭振的计算分析模型。在考虑曲轴的转速和在曲轴箱中约束的基础之上,对轴系进行了静力分析,并以此为边界条件,提取了轴系的固有频率及模态振型。最后对使曲轴发生扭转振动的激励——切向力进行了谐波分析,并结合模态参数进一步判断得出：该压缩机的轴系在工作条件下不会发生扭转共振。     

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。     

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。     

基于扭矩测试的轴系扭转振动研究

对于低转速定频压缩机来说,激励倍频之间比较接近,采用集中参数法计算轴系固有频率时,容易因为计算误差导致分析结果与激励倍频重合,从而引发扭转振动共振导致压缩机故障,因此如何有效的计算并测试验证压缩机轴系扭转振动模型具有非常大的工程价值。本文利用无线应变测试仪测试了某压缩机轴系的动态扭矩并进行频谱分析,得到电机轴产生裂纹的原因。然后建立轴系集中参数模型,计算了轴系无阻尼固有频率值,判断出轴系发生了扭转振动共振。通过修改飞轮的转动惯量,避开了扭转振动共振,采用瑞利(Rayleigh)阻尼结合热动力计算结果计算了非共振工况下的扭转振动,在相同的压缩机工况及相同的位置再次对轴系扭转振动进行测试,对比测试结果和扭转振动计算结果进行分析,得到误差小于5%的结论,验证了轴系扭转振动模型有效。本文为压缩机轴系发生扭转振动过大或产生裂纹的故障提供了解决思路。     

透平压缩机轴系扭振与齿轮啮合刚度影响

以大型透平压缩机组轴系为对象,提出了以连续质量的传递矩阵法求解在计及齿轮啮合刚度情况下轴系扭转振动的固有频率和振型的计算方法;并以某工业透平压缩机组轴系为例,探讨了齿轮啮合刚度对轴系扭振频率特性的影响。     

活塞式压缩机轴系扭转振动及电机转矩的计算机解

前 言 近代压缩机对振动的控制要求日趋严格,对于大、中型压缩机,轴系的扭转振动已为外国公司列为计算项目之一。国际上许多重要的标准和规范,例如美国的API618、欧洲PNE-U R O P公布的“流程用往复压缩机设计与制造准则”,以及国际标准ISO/DP8012（草案）,都规定往复式压缩机必须作轴系的扭转振动计算,必须保证驱动机与压缩机不在危险的范围     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

计及陀螺效应的高速齿轮轴系涡动现象及临界转速分析

高速齿轮轴系由于不平衡量等因素受陀螺效应会产生较大弯矩存在潜在共振危险,计及转轴及齿轮轮体陀螺效应,分别采用梁单元法和有限元法建立某型共轴高速直升机传动系统高速输入轴系模型,系统研究高速齿轮轴系不同振型的涡动现象,结合临界转速坎贝尔图,对比自由与约束模态和约束模态下不同轴承刚度对临界转速数值影响。结果表明：高速齿轮轴系扭转和伸缩振型在自由及约束模态均不会产生涡动,弯曲、节径等横向振型产生明显涡动现象,且在约束模态下涡动现象减弱;临界转速数值随约束模态轴承刚度增加呈增大趋势。在高速齿轮轴系临界转速准确计算中,轴承刚度及陀螺效应影响不可忽视。     

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。     

一种确定压缩机轴系弹簧质量模型参数的方法

压缩机轴系扭振问题在工业应用中十分常见,大型压缩机组通常要进行轴系扭转振动分析,以防止轴系破坏.集中质量模型是求解轴系扭振问题的一种简便且有效的方法,准确的弹簧质量模型是开展分析工作的基础.结合扭振模型的数学特性,提出了一种利用已知系统固有频率和振型,计算轴系集中质量和刚度数据的方法.     

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。