ZNR2.4罗茨机械增压器性能试验研究

建立了机械增压器性能测试试验台，对自主研发的ZNR2.4罗茨机械增压器的绝热效率、容积效率、轴功率消耗和噪声等进行了试验研究,得到了ZNR2.4罗茨机械增压器性能随转速和压比的变化规律。研究结果表明：绝热效率受压比影响较大，压比在1.3附近时绝热效率最高；容积效率随着转速的提高而不断提高，当转速在3 500 r/min以上时，容积效率高于70%；轴功率随转速的提高不断增大，最大为0.7 kW；噪声随转速提高而增大，但声压级均值小于85 dB(A)，最大值不超过95 dB(A)。研究结论为罗茨机械增压器的后续改进和优化提供试验参考。     

基于CFD的罗茨机械增压器减小气流脉动方法仿真研究

针对罗茨机械增压器工作时排气口高压气体向基元容积回流所引起的气流脉动现象,通过FLUENT动网格技术分别并对传统、逆流冷却和渐扩缝隙三种不同壳体结构的机械增压器进行数值模拟分析,描述机械增压器内部湍流流动的流场分布和气流脉动特征规律,计算结果表明:不同壳体结构影响增压器内部气流漩涡尺度大小,且逆流冷却和渐扩缝隙壳体结构能有效地消减排气时的气流脉动。本文数值分析结果,可为研究机械增压器气流脉动和壳体结构设计优化提供依据。     

基于虚拟仪器的内平动齿轮减速器振动测试与分析

针对内平动齿轮减速器的振动测试问题,提出了基于虚拟仪器的内平动齿轮减速器振动测试与分析系统,通过测试试验验证了该系统的可行性和正确性。测试结果表明:各测点处的振动幅值与转速成正比;在同等转速不同负载情况下,最大振幅基本不变,但均方值有明显的增加;各工况下的振动信号均是以输入轴齿轮与分流齿轮的啮合频率的各倍频为主振频率、以工频的3倍频为间隔;减速器在X轴和Y轴方向的振动规律大致相同,不同点产生的原因是X、Y方向上的结构分布不同。     

机械增压器的设计与试验研究

基于机械增压器的实际应用,针对传统渐开线型线的不足,对罗茨转子进行了型线简化。对改进后的转子面积利用系数、重合度等参数进行了分析。以一种机械增压器的转子为例,在不同压比条件下,对改进前后2种转子的排气压力和流量脉动进行了对比分析。分析表明,改进的转子型线在特定工作条件下具有优势,为这种型线的应用提供了理论依据。得出三叶机械增压器在排气量、振动和噪声方面的各种优势。     

基于传递路径的多级齿轮箱齿轮裂纹故障识别

采用集中参数法对多级齿轮传动系统的齿轮振动进行建模仿真,获得难以直接测量的齿轮箱内部振源振动信号。根据系统辨识理论,获得振源信号传递至2个不同测点下传播路径的传递函数。通过比较2测点在同种系统状态下对应的信号传播路径的传递函数特征,选取了更能反映系统振动特征的测点作为最佳测点。通过比较无故障状态与定轴齿轮齿根裂纹状态下最佳测点对应的信号传播路径的传递函数特征,找出系统刚度微小变化时传递函数的变化特征,从而能够以此辅助判断微弱故障类型。     

侧壁式压水室离心泵的压力脉动特性

压力脉动是引起泵振动的主要因素之一,为有效地降低离心泵内压力脉动水平,提出具有特殊结构的侧壁式压水室。为研究其压力脉动特性,采用FLUENT软件对比转数130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号,结果如下:由于叶轮和隔舌的动静干涉作用,侧壁式压水室内压力脉动周期性明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中占主导作用;由于隔舌位置及结构的变化,叶轮出口处液流与隔舌的直接冲击、干涉作用减弱,因此侧壁式压水室内隔舌附近监测点处的脉动幅值并未明显地高于其他点。与常规螺旋形压水室相比,侧壁式压水室可以大幅地降低泵内压力脉动水平,因此采用侧壁式压水室可以显著地降低由压力脉动诱发的振动,改善泵的振动性能。     

先验知识在不同转速下齿轮智能故障诊断中的应用

齿轮智能故障诊断模型的训练数据通常来自特定转速下进行的振动实验,当齿轮传动系统实际运行转速与振动实验不一致时,诊断模型有可能失效。由齿轮传动系统振动机理分析可知:齿轮传动系统振动响应信号中包含了随转速变化幅度大且不能反映真实故障情况的干扰成分;振动响应信号幅值谱中具有对转速变化不敏感的故障特征。根据齿轮传动系统的结构、运行参数以及振动特性等先验知识,去除振动响应信号中的干扰成分,并以剩余信号的幅值谱作为诊断模型的输入样本,能够减小不同转速下同类别样本之间的特征差异,有效提高模型的泛化能力,使其能够适应一定程度上的转速变化。     

脉动压力测试传感器模拟及振动干扰机理分析

微压阻式传感器在高速动车组脉动压力测试中由于压力幅值低、振动冲击等干扰大,导致测试信号信噪比低,难以有效提取出脉动压力。通过分析微压阻式传感器信号测试过程及结构受力原理,采用结构-电耦合有限元方法建立了一种梁膜岛式的传感器模型,能有效提高传感器的灵敏度;通过振动信号对传感器模型进行激扰,得到传感器模型的振动干扰输出;通过密闭模型车体振动试验,利用EMD分解得出传感器的振动气压总输出,分离出传感器振动干扰,即可得到车体振动引起的流场脉动压力;通过CFD软件建立车体模型,加载相同振动干扰得到流场脉动压力进行验证。结果表明:两种方法提取出的脉动压力趋势及幅值一致,证明了振动干扰机理分析的正确性,并为脉动压力提取提供了理论指导。     

天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动分析

对存在严重振动问题的某天然气压缩机的进气管路进行了气流脉动和管道振动分析,提出了管路调整措施.通过气流脉动分析,得到了气柱共振频率及其对应的转速,以及出现最大压力脉动幅值的转速和管路位置;通过管道振动分析,获得了管路结构模态和激发响应,从而了解引起管道结构共振的固有频率和激发响应下的最大振动位移.对改造前后的管路进行了比较分析,结果表明:改造后的管路气流脉动最大幅值从17.65%降低到11.38%,最低结构固有频率从2.6Hz提高到12.2Hz,最大振动幅值从0.393mm减少到0.117mm.改造后的管路在实际运行中,380 r/min时测得最大振动幅值从0.4mm减少到0.1mm,表明调整措施是合理的.     

采煤机摇臂齿轮传动系统振源定位分析方法

为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证,首先,采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析,依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率;然后,通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征,依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率;最后,对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析,锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析,结果表明,基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位,为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。     

罗茨鼓风机渐开线型转子的改进分析

提出了罗茨鼓风机渐开线型转子型线的一种改进方法,并对改进后的转子面积利用系数、重合度等参数进行了分析。以一种罗茨增压器的转子为例,在不同压比条件下,对改进前后两种转子的排气压力和流量脉动进行了对比分析。分析表明,改进的转子型线在特定工作条件下具有优势,为这种型线的应用提供了理论依据。     

共振型液压脉动衰减器研究现状及展望

压力脉动通常被认为是振动和噪声的主要来源,使用合适的方法衰减压力脉动对液压系统的减振降噪有着十分重要的意义。共振型液压脉动衰减器由于能够有效衰减固有频率附近的压力脉动、压力损失小、变换类型多、成本低、可靠性高,在实际中得到了广泛的运用。在归纳总结国内外研究现状的基础上,将共振型脉动衰减器分为H型、多腔体型、流体-结构耦合振动型三类,并分别阐述各个类别的研究进展及使用性能。对各个类别的共振型脉动衰减器性能特点进行比较以方便用户合理选用设计。针对现存技术存在的不足,阐述今后研究的重点方向并指出紧凑性好、通用性高、频率适应性强是未来共振型液压脉动衰减器的发展趋势。提出一种新型拓扑结构的共振型脉动衰减器,该种衰减器能够灵活调整自身形状以适应严苛的安装空间要求。     

泵源与机体共同激励下液压管路振动特性

车辆液压系统在工作过程中会受到车体振动与泵源液压脉动双重激励的影响,对压力波的传递及管网的振动产生重要影响。针对车辆液压系统泵源激励和车辆机体激励产生的振动进行分析,研究多源激励下管路的振动规律及压力波的传递规律。首先对泵源与机体共同激励下管路振动的计算方法进行了分析,将流体域动力学方程与固体域动力学方程进行组合,建立了流固耦合的总体动力学方程,然后对方程进行离散求解。基于理论推导,采用数值模拟的方法对液压管路的振动进行了分析,研究发现,液压系统在泵源谐波激励下的振动响应表现为宽频域的强迫振动,其谐波频率与泵源流体压力脉动频率保持一致,当泵源产生的压力脉动频率与液压管路的固有频率接近时,会激起管路结构大幅度共振响应。     

罗茨机械增压器转子系统动态特性分析

转子系统作为罗茨机械增压器的主要零件,对罗茨机械增压器的动态特性起着至关重要的作用.以四叶罗茨转子机械增压器为例,采用inventor软件建立转子系统实体模型,并应用ANSYS软件建立有限元模型,分析其模态,通过数值仿真得到该系统的固有频率与固有振型;在模态分析的基础上分析转子系统的谐响应特性,得到其在工作状态下的位移频率响应曲线.通过上述分析能够预知转子结构设计的薄弱环节,为机械增压器降噪与结构改进提供理论依据.     

往复压缩机气量调节及气流脉动分析

往复压缩机是化工生产线上的重要装置,实际生产需求经常会要求调节进气量,现提出一种调整思路是在进气阀处加装机械装置,延缓进气阀的关闭时间。为检测此思路是否会引发不良气流脉动和共振,基于有限元软件ANSYS对管线结构进行模态分析,分析加装装置前后的固有频率和振型,计算管道应力。证明了思路的可行性,并没有产生有害的气流脉动和振动,是一种有效地改变进气量、调整工况的方法。     

矩形薄板振动式液压脉动衰减器模态分析

针对液压系统压力脉动提出一种矩形薄板振动式压力脉动衰减器结构,利用矩形薄板的各阶模态来达到宽频带压力脉动衰减效果。当液压油的脉动频率接近共振矩形板的某一阶固有频率时,就会激发相应模态振型将该频率成分的脉动能量以最大限度的衰减掉。运用ANSYS Workbench对共振板进行湿模态分析,得到前12阶固有频率与振型。分析结果表明:矩形薄板振动式压力脉动衰减器结构紧凑,各模态频率分布均匀且密集,具有扩宽液压压力脉动频率带效果,适应不同工况工作。     

基于ANSYS机械增压器主动轴的动态特性分析

利用有限元分析软件ANSYS建立了机械增压器主动轴系统的三维有限元模型,采用了Subspace模态提取法对主动轴系统进行模态分析,计算主动轴前4阶固有频率和振型,并获得了其在正常工作下的位移频率响应曲线,最后分析了支撑刚度对主动轴固有频率的影响,为机械增压器降噪和控制共振提供了理论依据.     

LMD-ICA联合降噪方法在滚动轴承故障诊断中的应用

针对经典独立分量分析（ICA）只能应用于观测源数不少于信号源数的超定盲源分离问题,提出局部均值分解和ICA相结合的欠定盲源分离新方法。该方法将采集的单通道振动信号进行局部均值分解,基于互相关准则对分解的分量进行重组,构建虚拟噪声通道;将虚拟噪声通道与振动信号作为盲源分离的信号输入,采用基于负熵的FastICA算法实现信号源和噪声的分离,从而达到降噪目的。将该方法应用于滚动轴承故障信号,频谱分析结果表明,该方法处理后的信号中噪声得到一定程度滤除,频谱中毛刺更少,故障特征频率更加明显,有利于故障特征的提取,实验分析证明了该方法的有效性。