涡旋压缩机动平衡设计和振动研究

为改善涡旋压缩机振动,对其传动系统的动平衡进行优化设计。对涡旋压缩机的动平衡系统进行理论研究,通过EXCEL软件提供的规划求解功能得到了动平衡的最优解,理论上通过该方法对上下平衡块的优化设计可以将不平衡量将至0。分析了动平衡系统部件的误差对不平衡量的敏感性,发现相较部件质心轴向位置,其离心力的误差对动平衡系统影响更大。为检验动平衡设计对压缩机振动的价值,在理论上分析了动平衡系统的不平衡量对压缩机振动的影响,并与压缩机振动试验结果比对。振动试验结果表明,动不平衡量与压缩机振动正相关,与理论相符。EXCEL软件应用广泛,程序运行稳定、速度快,不需要自行编写程序,可极大减少设计时间和开发周期,降低设计成本。     

气体力作用下涡旋压缩机传动系统动平衡研究

针对考虑气体力作用下涡旋压缩机传动系统动平衡优化设计,建立数学模型分析气体力及其标准偏差最小时的结构参数,应用Pro/E软件建立传动系统三维实体模型,采用Adams软件对涡旋压缩机进行传动系统动平衡的多目标优化,优化结果表明:切向气体力是影响涡旋压缩机传动系统动平衡的主要气体力;平衡块的结构参数是影响传动系统动平衡主要结构参数;考虑气体力作用二个平衡块应采用非对称布置。优化后传动系统动平衡综合性能有明显提高,实例证明优化方法切实有效。     

涡旋压缩机传动系统的动静态特性研究

针对涡旋压缩机传动系统的结构参数和转速影响噪声和轴承使用寿命的问题,开展了涡旋压缩机传动系统动静态特性的研究。通过建立变频涡旋压缩机传动系统有限元分析模型,以主副轴承的刚度、主轴转速、平衡铁的形状参数和布局位置为设计变量,选取了反映传动系统静态特性的最大静变形,反映动态特性的振动频率、典型位置点的振动幅值以及动平衡力响应为研究目标,采用最优超拉丁方算法开展了试验研究。研究结果表明:轴承1的刚度对传动系统的静态特性及一阶频率响应影响较大;轴承相对位置、平衡块的结构参数对传动系统的固有频率影响很小,平衡块的结构参数x11、x9、x10、x4对传动系统的动平衡响应影响较大;该研究结果可以为涡旋压缩机传动系统的优化提供理论依据。     

涡旋压缩机传动机构动平衡集成优化设计

针对涡旋压缩机传动系统动平衡参数优化设计,提出了一种在ISIGHT软件集成环境下动平衡优化设计方法和系统仿真流程。在ISIGHT环境中集成软件Pro/E、Adams和计算器,实现涡旋压缩机动平衡的多目标优化设计。以某型卧式涡旋压缩机为例,应用试验设计和遗传算法NSGA-Ⅱ对影响动平衡的10个结构参数进行优化,优化后传动系统动平衡综合性能有明显提高,分析结果验证了优化方法是可行有效的。     

电动涡旋压缩机传动系统仿真优化与振动试验

为了解决电动涡旋压缩机传动系统偏心旋转部件惯性力不平衡引起的振动较大问题,基于动平衡理论对压缩机的传动系统进行力学分析,建立了传动系统的动力学模型,进行多体动力学仿真分析,优化偏心轮结构参数.根据优化后参数加工出偏心轮,完成样机装配后,使用振动加速度传感器在振动试验台上进行3000 r/min下3个进排气压力测试值下样机振动测试,对比了优化前后的样机振动值,结果表明:采用优化后的偏心轮的压缩机在保证整机性能的情况下能够有效地降低振动.     

涡旋压缩机零部件振动贡献的试验研究

振动是涡旋压缩机常见的故障特征,它将影响到整机的工作性能。为了研究涡旋压缩机主要零部件对整机的振动贡献率,将涡旋压缩机系统简化为多输入单输出模型,建立了涡旋压缩机振动测试试验系统,开展了振动采集信号的时域和频域分析,依据层次分析法建立了信号互功率谱和偏相干函数的判断矩阵赋值规则,最终获得了主要零部件对整机的振动贡献比值。结果表明,转子系统动平衡是引发整机振动的主要来源,传动轴主轴承位置振动贡献比值最大,可以将该位置作为整机振动的敏感测量点。这将为涡旋压缩机的振动监测与故障诊断提供有益参考。     

涡旋压缩机传动系统动平衡性能改进设计

为了促进涡旋压缩机的高速低振化,减小机体振动和运行噪声,建立了主轴传动系统的等效力学模型和动平衡方程。开发了基于APDL的主轴组件参数化有限元建模程序,在此基础上实现了主轴系统动平衡性能优化,确定了更为合理的配重质心位置(即质心回转半径:R_2、R_3)。指出:减小R_2、增大R_3可使主轴在动平衡状态下适应更高的工作转速。优化设计结果将主轴系统1阶自振频率f_1提高了9.49 Hz,有效改进了主轴系统的动力学性能。     

涡旋压缩机振动测试的试验研究

通过分析涡旋压缩机振动的产生原因,制定了振动测试的技术方案。建立了涡旋压缩机振动测试试验系统,详细介绍了其硬件系统和软件系统的组成,开展了涡旋压缩机表面振动信号测试试验研究,获得了不同振动信号采集点的时域信号波形和频域信号波形,对不同位置的振动特性进行了对比研究。研究结果表明,皮带连接传动轴位置振动最剧烈,而地脚螺栓位置和排气口位置的振动较小,不同位置的特征频率存在差异。这将为保证涡旋压缩机稳定运行提供技术参考。     

运动副间隙对涡旋压缩机动力特性的影响

为了研究无油涡旋压缩机传动系统的动力特性问题,对涡旋压缩机的传动系统模型进行了简单的分析,利用Solidworks建立了涡旋压缩机的三维模型,并根据其运动规律,将其嵌入Adams虚拟样机软件中,建立了涡旋压缩机传动系统的动力学模型,针对曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小,进行了传动系统的动力学仿真,结果表明:曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小对于涡旋压缩机传动系统的动力特性有着显著的影响。合理控制轴承装配间隙有利于提高涡旋压缩机的动力特性以延长其使用寿命。     

关于离心压缩机产生气体涡旋引发振动的特性综述

振动是压缩机重要的监测指标,振动幅值的大小是判断压缩机机械性能及气动稳定性的重要指标。目前我们所知引发振动的因素较多,如气体激振、旋转失速、转子不平衡、叶轮积垢等,其中产生于压缩机内部的气体涡旋影响最复杂,最难分析。通过对离心压缩机隔板空腔产生的气体涡旋所引发压缩机振动的特性分析,结合压缩机在实际运行中的现象与参数特点,可以判断振动原因,制定解决方案。本文对离心压缩机中产生气体涡旋对转子振动的影响特性,产生原因的分析验证及最终处理方案都进行了介绍。