中高压压缩机曲轴断裂失效分析

用有限元方法计算出中高压压缩机曲轴的应力状态并校核了危险截面的静强度和疲劳强度,对过渡圆角表面粗糙度对曲轴强度的影响进行了分析,结果表明,过渡圆角表面粗糙度是影响曲轴强度的直接因素,应当引起足够重视并严格控制。     

2RDS压缩机曲轴有限元分析

压缩机曲轴在工作中受力情况极为复杂,曲轴作为压缩机最重要的零部件之一,一旦失效将会导致整个压缩机的损坏。鉴于此,以2RDS压缩机曲轴为例,采用INVENTOR三维建模软件建立曲轴模型,使用有限元分析软件ABAQUS对其进行应力分析。分析结果表明,曲轴的应力最大位置均出现在主轴颈-I的油孔处,在曲柄与曲柄销和主轴颈与曲柄销过渡圆角处均出现了应力集中,但是最大应力均小于材料的许用应力,结构不会出现静强度破坏。曲轴在压工况时的受力比拉工况时的受力更加恶劣,应力集中情况更加严重,因此在曲轴的设计过程中要充分考虑曲柄的设计厚度、宽度及连接处过渡圆弧的大小。研究结果可为压缩机曲轴的优化设计提供理论依据。     

压缩机曲轴的模态分析和疲劳分析

应用Ungraphics(UG)软件建立了PH40115型往复活塞式压缩机曲轴的实体模型,利用ANSYS软件对曲轴进行有限元模态分析,采用BLOCK LANCZOS方法进行模态计算,得到了PH40115型压缩机曲轴在固定约束下的前6阶固有频率及其对应的振型.采用材料的热弹塑性模型进行求解,得出了轴颈圆角处从表面至心部和整个圆角表面的随深度变化的残余应力分布.使用兰德格拉夫损伤公式计算PH40115型压缩机的曲轴疲劳寿命为2.30 a.这些结果对曲轴的设计、制造及维修有重要意义.     

CDJY2500型压裂泵曲轴的力学性能分析

为了对五缸压裂泵曲轴进行优化设计,对CDJY2500型五缸压裂泵曲轴进行正常工作载荷下的受力综合分析,建立了压裂泵曲轴的有限元模型。采用有限元仿真计算方法及ANSYSWorkbench对10种危险工况和5种不同连杆载荷下的曲轴应力和总变形量分布规律进行分析。分析结果表明:曲轴的最大应力为180. 23 MPa,位于曲轴1#曲柄销的左侧圆角处,曲轴的总变形量在其两端较大、中间较小,最大为0. 067 815 mm,属于小变形;随着曲轴转角的增大,曲轴最大应力基本上先增大再减小,在180°转角时达到峰值;随着转角的增大,曲轴的总变形量有先逐渐减小后增大、再减小的趋势,在36°转角时取得最大值;最大应力和总变形量均随着连杆载荷的增加而增大,且呈线性关系。因此,在曲轴转动过程中,其危险点主要分布在曲轴颈的圆角处,连杆载荷对曲轴强度有重大影响。研究结果对压裂泵曲轴等关键部件的优化设计及动态性能研究具有重要意义。     

往复式压缩机轴系扭振特性分析

曲轴系统是往复式压缩机的重要组成部分,目前对于轴系动力学和扭振特性的研究很多,而针对其扭振特性影响因素的研究还相对较少。鉴于此,基于有限元与多体动力学理论建立轴系刚柔耦合动力学模型,通过进行轴系在工作状态的动力学仿真,求解其扭振响应及主轴承的载荷变化情况;在扭振特性分析的基础上,研究飞轮转动惯量对轴系扭振特性的影响。研究结果表明:往复式压缩机轴系扭转振幅较高的频率均小于轴系的扭转固频,靠近驱动端的轴承载荷较大;飞轮转动惯量的减小可在一定程度上提高该轴系的扭转固频,降低其扭振幅值,但会造成轴系周期峰值应力的增加。研究结果对往复式压缩机曲轴系统的设计和减振具有一定的指导意义。     

压力容器含裂纹接管过渡区有限元分析及优化

针对压力容器服役过程中因应力集中而形成裂纹的问题,运用有限元软件仿真计算压力容器接管过渡区裂纹尖端应力强度因子和最大等效应力。通过改变接管尺寸、焊接不同厚度补强圈或翅片,比较其对Ⅰ型应力强度因子K_I及最大等效应力的影响。结果表明,增大接管壁厚和内、外过渡圆角直径,减小接管开孔尺寸,焊接补强圈或翅片均可一定程度上减小K_I及最大等效应力;增大内过渡圆角直径的效果较增大外过渡圆角直径的效果更好;补强圈与筒体厚度比存在最佳值,厚度比为0.35时K_I及最大等效应力最小;焊接翅片可有效降低K_I及最大等效应力。     

海洋大功率往复式压缩机曲轴优化设计

目前,往复式压缩机曲轴的优化设计研究较少。鉴于此,考虑润滑油道直径的影响,对海洋大功率往复式压缩机曲轴进行动态建模,通过拉丁超立方试验方法采样,结合椭圆基网络构建曲轴振动特性的神经网络代理模型,以曲轴几何结构参数和润滑油道直径为设计变量,以曲轴第3阶、第5阶和第7阶模态振型最大振型因子为设计目标,采用具有多岛效应的遗传算法对神经网络代理模型进行优化。优化结果表明,在相同仿真条件下,优化后曲轴的振动特性得到改善,第3阶振型最大振型因子下降6.0%,第5阶振型最大振型因子下降6.9%,第7阶振型最大振型因子下降11.9%。研究结果可为海洋大功率往复式压缩机的振动特性分析提供理论依据。     

压缩机曲轴油封漏油的诊断与排除

针对大型往复式压缩机经过长期运转后,曲轴主轴颈被曲轴油封磨出沟槽导致油封漏油问题,提出了2种解决方案。其中方案2通过机加工增加曲轴箱端盖油封孔深度的办法比方案1修复曲轴油封更简单快捷。方案2已应用到多台进口大型往复式压缩机曲轴的修复,成功地解决了往复式压缩机因曲轴主轴颈被磨出沟槽而导致油封漏油的问题,不仅缩短了修复周期,而且大大降低了维修成本,实施维修费用仅数百元。     

厚管板过渡结构分析及其轻量化设计研究

本文以某换热器设计参数为基础,探讨了圆角过渡及参数、结构槽连接形式对管板结构应力分布的影响。基于支撑刚度相等原理,提出了一种考虑换热管支撑作用的管板结构轴对称分析模型,探讨了两种连接方式下管板厚度对管板结构应力分布的影响,建立了圆角过渡连接方式的优化模型,采用子问题优化方法,通过优化实现了管板结构的轻量化,所得结果可用于指导管板结构的设计。     

铺管船锚机滚筒轴的有限元分析及优化设计

常规键槽轴的应力水平对轴的疲劳寿命影响很大 ,因此需要准确计算其应力水平。以铺管船锚机滚筒轴为例 ,对其进行有限元分析 ,结果表明 ,这种滚筒轴的最大应力出现在键槽端部的上边缘 ;最大应力随键槽台阶的过渡圆角半径增加而有所降低 ,但最大应力降低并不显著 ;最大应力随键槽离台阶的距离增加而降低 ,应力降低幅度比过渡圆角明显。过渡圆角半径的增加和键槽离台阶的距离增加对台阶根部及键槽根部的影响都较大。在设计轴的过程中 ,可以在轴台阶处采用圆角过渡 ,尽量避免键槽与台阶的距离为零的结构 ,以减小最大应力     

JZG18型死绳固定器支臂总成的力学性能分析

现有研究缺乏死绳拉力对死绳固定器力学性能影响的分析.鉴于此,基于JZG18型死绳固定器支臂总成静力学分析,利用有限元分析软件,针对其原始模型受力薄弱位置,提取影响其强度的主要结构参数进行正交优化,确定最优结构参数为:绳轮肋板厚度25 ～ 35 mm、绳轮壁厚度42～52 mm、传感器支臂过渡圆角半径120～ 140mm...     

水下套管挂和密封总成下放工具设计

套管挂和密封总成下放工具是重要的水下井口头系统作业工具,在对比分析国外技术的基础上,以安全、高效、低作业成本为目标,运用模块化设计方法划分下放工具的功能结构单元,完成工具的详细设计。对工具中心轴连接螺纹强度进行研究,并分析了齿根圆角半径对接触应力的影响。结果表明:最大等效应力836.599MPa出现在第1齿螺纹齿根的下侧,随着螺纹齿根部圆角半径增大,螺纹齿接触应力逐渐减小。     

往复泵曲轴设计及强度计算

对往复泵的曲柄连杆机构进行运动分析和受力分析;借助Pro／E Wildfire工程软件完成了往复泵曲轴的三维建模;利用有限元法将模型导入ANSYS有限元分析软件．对其进行应力分析和曲轴强度校核,为往复泵曲轴的优化设计提供参考依据。     

海上油气田往复式压缩机与平台界面设计

从平台设计方的工艺、公用、总图配管、安全、电气、仪器控制、结构和机械等方面详细梳理和阐述海上油气田往复式压缩机与平台之间的界面接口参数,并对压缩机适应性、防爆要求、信号传输和连接、减振设计等方面提出要求,一方面为平台设计方开展工程设计提供借鉴,另一方面加深往复式压缩机成橇厂家对压缩机与平台界面设计的理解,促进和优化成橇设计、建造,为后期往复式压缩机可靠、连续、安全地运行奠定基础。     

压缩机活塞与十字头垂直同心度的检测和调整

根据卧式往复压缩机曲轴、连杆、十字头、活塞等部件的几何关系 ,从受力与运动分析着手 ,叙述了检测计算活塞杆的冷态降差、活塞杆挠度对测量值的影响、活塞与十字头热胀偏心值、十字头冷态调整值即热态偏心值和冷态调整的全过程 ,并根据左右两侧十字头不同运行状态 ,导出了冷态调整值的不同计算方法。采用此方法 ,计算、检测和调整南京炼油厂 6 0万t/a重整装置的K2 0 2A卧式往复压缩机活塞与十字头垂直同心度 ,获得了满意结果     

往复式压缩机气缸性能状态模糊评定方法研究

气缸作为往复式压缩机的重要部件,确保其处于最佳运行状态,减少维修次数,提高维修质量和效率,对其进行状态评价研究是十分必要的。单一的评定方法只能反映往复式压缩机气缸性能状态的一部分信息,并不能对其性能状态做出全面评价。将往复式压缩机气缸的振动参数与热力参数相结合,构成评价指标集,通过隶属函数计算出隶属度,再进行加权计算出各气缸性能状态。将该方法运用在柴油加氢往复式压缩机中,评价结果与实际相符,这为往复式压缩机气缸性能状态的评定提供了有效方法。     

恒流量往复泵压力变化规律实验研究

随着以注聚合物驱油为主的三次采油工艺措施的推广应用,作为该项工艺中的重要设备,注入泵的应用研究也越来越引起人们的重视。针对注聚合物驱油的工艺要求,研制了新型凸轮机构恒流量往复泵。建立了恒流量往复泵的实验台,用ADS数据采集软件包分别采集了不同工况下各缸压力信号和总管内的吸入与排出压力信号,真实地反映泵的实际工作性能。从吸入总管和排出总管内压力测试结果看出,吸入和排出总管内压力波动较小,变化曲线基本上为一条直线。但随着泵压的升高,在泵的吸入和排出总管内,仍然存在一定的压力波动。通过与理论分析相比较,找出了影响恒流量往复泵压力特性的因素,以便更好地设计、生产和使用恒流量往复泵。     

石油套管抗挤性能研究

以 139.7 mm×7.72 mm/9.17 mm SEW N80和P110套管为例建立几何模型,利用套管抗挤强度计算公式、有限元分析及套管挤毁试验研究了套管抗挤毁性能的影响因素。结果表明,径厚比、屈服强度是造成套管挤毁失效的主要影响因素;外径不圆度、残余应力的影响次之;壁厚不均度影响最小。另外,外径不圆度、壁厚不均度及残余应力的综合作用对套管的抗挤毁性能也有一定的影响。     

往复式压缩机进气阀运动规律的理论研究

运用往复式压缩机理论研究了不同弹簧刚度、曲轴转速和升程时的进气阀运动规律,通过阀片位移曲线分析了弹簧刚度、曲轴转速和升程对滞后关闭与颤振的影响。分析结果表明,随着刚度的增大和转速的降低,滞后关闭现象逐渐消失,在曲轴转速980 r/min、弹簧刚度455N/m时,滞后关闭角达到41.1°;当刚度增至5 300 N/m或转速低于370 r/min时,阀片开始出现颤振,此时最大弹簧力与最大推力的比值随着曲轴转速和弹簧刚度的增大而增大;若曲轴转速由370 r/min提高到2 000 r/min,对应的弹簧刚度需从455 N/m增至14 kN/m,此时最大弹簧力与最大推力的比值由0.17增至1.00。