渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動力特性測試裝置.pdf

《渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動力特性測試裝置.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、４４６化工機(jī)械２０１６年*渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動力特性測試裝置李超**牛洪濤雷杰任燕玲（蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院）摘要為研究渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的動力特性，以曲軸為研究對象，分別建立了渦旋壓縮機(jī)曲軸力學(xué)模型和試驗(yàn)裝置，并運(yùn)用ＡＮＳＹＳ軟件得出樣機(jī)和試驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)子受力和位移變化量；再根據(jù)渦旋壓縮機(jī)的工作原理，搭建基于電渦流傳感器的試驗(yàn)、測試平臺，并應(yīng)用ＬａｂＶＩＥＷ分別對試驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)子振動位移信號進(jìn)行采集、分析和存儲。該試驗(yàn)裝置能及時反饋渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動特性，實(shí)時顯示轉(zhuǎn)子的軸心軌跡、相互垂直位移信號的波形及功率譜等；并通過軸心軌跡形

2、狀來判別轉(zhuǎn)子的故障類型，對預(yù)防機(jī)器故障和故障診斷有著重要的理論意義和實(shí)際意義。關(guān)鍵詞渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子振動傳感器ＬａｂＶＩＥＷ中圖分類號ＴＱ０５１．２１文獻(xiàn)標(biāo)識碼Ａ文章編號０２５４-６０９４（２０１６）０４-０４４６-０６渦旋壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、容積效率高、１轉(zhuǎn)子力學(xué)模型噪聲低及運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在制冷及渦旋壓縮機(jī)的工作原理是在曲軸銷防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)［１，２］空調(diào)等領(lǐng)域。曲軸轉(zhuǎn)子是渦旋壓縮機(jī)的重要的約束下，使動渦旋盤做公轉(zhuǎn)平動，從而使動靜渦旋部件之一，曲軸轉(zhuǎn)子運(yùn)行的平穩(wěn)性直接影響渦旋之間形成的封閉容積呈周期性變化，完

3、成對氣體的［７］壓縮機(jī)的工作性能。為研究曲軸轉(zhuǎn)子傳動系統(tǒng)的吸入、壓縮和排氣過程。ｘ坐標(biāo)方向曲軸受力簡圖動力特性問題，文獻(xiàn)［３］對渦旋壓縮機(jī)曲軸建立如圖１所示。在實(shí)際工況下曲軸轉(zhuǎn)子受到的力主要了機(jī)構(gòu)模型和力學(xué)模型，利用ＡＮＳＹＳ軟件分析了有主軸承、副軸承的支反力Ｆ、Ｆ，主平衡鐵、ｂ，ｕｐｐｂ，ｌｏｗ曲軸轉(zhuǎn)子在不同工況下的應(yīng)力和應(yīng)變，并給出了副平衡鐵產(chǎn)生的離心慣性力Ｆ、Ｆ，曲柄銷與ｃ，ｕｐｐｃ，ｌｏｗ曲軸的最大應(yīng)力和應(yīng)變發(fā)生部位。文獻(xiàn)［４］利用曲軸軸心偏心而產(chǎn)生的離心慣性力Ｆ以及動渦ｃ，ｃｓｈ試驗(yàn)?zāi)B(tài)方法和有限元方法分別對

4、渦旋壓縮機(jī)曲旋盤對曲柄銷的反作用力Ｆ。ｂ，ｃｒ軸轉(zhuǎn)子固有特性進(jìn)行了分析，給出了各自前５階固有頻率的分析結(jié)果，并對兩種方法進(jìn)行了比較。文獻(xiàn)［５］利用有限元方法和多體動力學(xué)理論，對渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了有限元模態(tài)分析，獲得了渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的固有頻率和振型。文獻(xiàn)［６］從有限元仿真角度分析，建立了渦旋壓縮機(jī)曲軸轉(zhuǎn)子軸系數(shù)學(xué)模型，分別對曲軸動力載荷、施加軸系邊界條件和約束條件進(jìn)行了討論與動力分析。筆者以具有曲柄銷防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)為研究對象，通過理論建模和分析，設(shè)計(jì)了一種由電渦流傳感器和虛擬儀器構(gòu)成的轉(zhuǎn)子動力特性測試系統(tǒng)。圖１

5、曲軸ｘ方向受力分析*國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（５１２６５０２６）。**李超，男，１９５８年３月生，教授。甘肅省蘭州市，７３００５０。第４３卷第４期化工機(jī)械４４７在ｘ方向列力平衡式得：ｘ方向分別對主軸承和副軸承取矩得：Ｆ＋Ｆ－Ｆ－Ｆ－Ｆ－Ｆ＝０ｂｘ，ｕｐｐｃｘ，ｕｃｗｂｘ，ｃｒｃｘ，ｃｓｈｂｘ，ｌｏｗｃｘ，ｌｏｗＦ·Ｌ＋Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ＝０ｂｘ，ｃｒｂｘ，ｃｒｃｘ，ｃｓｈｃｘ，ｃｓｈｃｘ，ｕｃｗｃｘ，ｕｃｗｂｘ，ｌｏｗｂｘ，ｌｏｗｃｘ，ｌｏｗｃｘ，ｌｏｗＦ·（Ｌ＋Ｌ）＋Ｆ·（Ｌ＋Ｌ）－Ｆ·（Ｌ＋Ｌ）－Ｆ·Ｌ－Ｆ

6、·（Ｌ－Ｌ）＝０ｂｘ，ｃｒｂｘ，ｃｒｂｘ，ｌｏｗｃｘ，ｃｓｈｃｘ，ｃｓｈｂｘ，ｌｏｗｃｘ，ｕｃｗｃｘ，ｕｃｗｂｘ，ｌｏｗｂｘ，ｕｐｐｂｘ，ｌｏｗｃｘ，ｌｏｗｃｘ，ｌｏｗｂｘ，ｌｏｗ同理對ｙ方向分別列力平衡式，主軸承、副軸承取矩得：Ｆ＋Ｆ－Ｆ－Ｆ－Ｆ－Ｆ＝０ｂｙ，ｕｐｐｃｙ，ｕｃｗｂｙ，ｃｒｃｙ，ｃｓｈｂｙ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗＦ·Ｌ＋Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ－Ｆ·Ｌ＝０ｂｙ，ｃｒｂｙ，ｃｒｃｙ，ｃｓｈｃｙ，ｃｓｈｃｙ，ｕｃｗｃｙ，ｕｃｗｂｙ，ｌｏｗｂｙ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗＦ·（Ｌ＋Ｌ）＋Ｆ·（Ｌ＋Ｌ）－Ｆ·（Ｌ

7、＋Ｌ）－Ｆ·Ｌ－Ｆ·（Ｌ－Ｌ）＝０ｂｙ，ｃｒｂｙ，ｃｒｂｙ，ｌｏｗｃｙ，ｃｓｈｃｙ，ｃｓｈｂｙ，ｌｏｗｃｙ，ｕｃｗｃｙ，ｕｃｗｂｙ，ｌｏｗｂｙ，ｕｐｐｂｙ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗｂｙ，ｌｏｗ已知：２２Ｆ＝Ｆ＋Ｆｂ，ｌｏｗ槡ｂｘ，ｌｏｗｂｙ，ｌｏｗ２２Ｆ＝Ｆ＋Ｆｂ，ｕｐｐ槡ｂｘ，ｕｐｐｂｙ，ｕｐｐ２２Ｆ＝Ｆ＋Ｆｃ，ｌｏｗ槡ｃｘ，ｌｏｗｃｙ，ｌｏｗ２２Ｆ＝Ｆ＋Ｆｃ，ｕｃｗ槡ｃｘ，ｕｃｗｃｙ，ｕｃｗｂ．位移變形量２２圖２最大應(yīng)力值和位移變形量隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系Ｆ＝Ｆ＋Ｆｂ，ｃｒ槡ｂｘ，ｃｒｂｙ，ｃｒ２２Ｆｂ，ｌｏｗ＝槡

8、Ｆｂｘ，ｃｓｈ＋Ｆｂｙ，ｃｓｈ由圖２可以看出，整個曲軸轉(zhuǎn)子承受的最大應(yīng)力和由載荷引起的軸變形量均隨轉(zhuǎn)速的增大而２轉(zhuǎn)子的有限元分析不斷增加。為了探究轉(zhuǎn)子動力特性隨轉(zhuǎn)速的變化根據(jù)曲柄銷防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)，試驗(yàn)規(guī)律和曲柄銷防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與曲軸的協(xié)同性，通過裝置中設(shè)計(jì)的動渦旋盤、曲柄銷和主軸承質(zhì)量之實(shí)時監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)子的運(yùn)動狀態(tài)，研究曲軸轉(zhuǎn)子