本文關(guān)鍵詞：往復(fù)壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析與運(yùn)動(dòng)副模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：往復(fù)壓縮機(jī)是氣體壓縮和運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵機(jī)械設(shè)備,通過對氣體做功壓縮,可有效的提升氣體壓力、減少氣體體積,在我國的工業(yè)生產(chǎn)中起著關(guān)鍵作用,尤其在石油天然氣運(yùn)輸增壓及化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。受到實(shí)際工況的影響,往復(fù)壓縮機(jī)長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行極易造成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的磨損,并產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)副間隙。運(yùn)動(dòng)副內(nèi)間隙故障會(huì)造成往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率降低,嚴(yán)重狀態(tài)下更會(huì)造成壓縮機(jī)的損壞。在傳統(tǒng)的壓縮機(jī)檢測維修中,通常采用振動(dòng)信號檢測的方式進(jìn)行故障的分析與診斷,但往復(fù)壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障種類多樣,故障信號的激勵(lì)源眾多,且檢測設(shè)備只能采集機(jī)體外部信號進(jìn)行分析,難以準(zhǔn)確的確定內(nèi)部故障形式和位置。因此,對往復(fù)壓縮機(jī)的故障分析與模擬仿真預(yù)測已成為了研究的熱點(diǎn)。在現(xiàn)階段,隨著多體動(dòng)力學(xué)分析及計(jì)算機(jī)仿真軟件的發(fā)展,為機(jī)械系統(tǒng)的模擬分析提供了新的有效方法。本文首先對運(yùn)動(dòng)副中間隙的影響進(jìn)行了分析,并建立了含間隙運(yùn)動(dòng)副的往復(fù)壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型。并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬仿真軟件,分析運(yùn)動(dòng)副間隙對往復(fù)壓縮機(jī)的影響。以具體型號的往復(fù)壓縮機(jī)為研究對象,模擬軸承間隙對往復(fù)壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)特性的影響,主要工作如下:首先,介紹了現(xiàn)階段多體動(dòng)力學(xué)的主要發(fā)展?fàn)顩r,確定了軸承間隙運(yùn)動(dòng)的研究方法及所需理論。由于間隙運(yùn)動(dòng)副的影響,軸頸與軸套在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生碰撞,改變了原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本文針對含軸承間隙的運(yùn)動(dòng)描述,對間隙運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、力學(xué)模型、碰撞接觸力模型和摩擦力模型等多個(gè)方面進(jìn)行了分析。其次,將軸承間隙運(yùn)動(dòng)副模型和往復(fù)壓縮機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型相結(jié)合,通過經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論分析,建立含間隙運(yùn)動(dòng)副的往復(fù)壓縮機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型,并討論軸承間隙對往復(fù)壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)性能的影響。然后,為了準(zhǔn)確分析在運(yùn)動(dòng)過程中往復(fù)壓縮機(jī)自身較小的振動(dòng)變形,利用柔性體模型進(jìn)行剛?cè)狁詈下?lián)合仿真。最后,結(jié)合實(shí)例分析,建立2D12型往復(fù)壓縮機(jī)的三維參數(shù)化模型。利用多體動(dòng)力分析軟件和有限元軟件對模型進(jìn)行模擬仿真。通過與實(shí)測信號相對比,驗(yàn)證模擬的準(zhǔn)確性,并比較不同工況下軸承間隙對仿真信號的影響。結(jié)果表明:往復(fù)壓縮機(jī)曲柄轉(zhuǎn)速、間隙大小和間隙位置都直接影響著振動(dòng)信號的波形特征。
【關(guān)鍵詞】：往復(fù)壓縮機(jī) 間隙運(yùn)動(dòng)副 動(dòng)力學(xué) 柔性體 模擬仿真
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及研究目的意義10
• 1.2 往復(fù)壓縮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及故障分析10-12
• 1.2.1 國內(nèi)外往復(fù)壓縮機(jī)的發(fā)展歷程10-11
• 1.2.2 往復(fù)壓縮機(jī)的工作特點(diǎn)及故障特征11-12
• 1.3 相關(guān)課題在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 多體動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 柔性體仿真的研究現(xiàn)狀14
• 1.3.3 間隙運(yùn)動(dòng)副中接觸、碰撞理論的發(fā)展14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 含間隙運(yùn)動(dòng)副的往復(fù)壓縮機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真方法研究16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 間隙運(yùn)動(dòng)副模型16-20
• 2.2.1 間隙運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)學(xué)模型16-17
• 2.2.2 間隙運(yùn)動(dòng)副動(dòng)力學(xué)分析17-20
• 2.3 含間隙運(yùn)動(dòng)副的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析20-23
• 2.3.1 多體動(dòng)力學(xué)方程20
• 2.3.2 含間隙的往復(fù)壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)方程20-23
• 2.4 剛?cè)狁詈夏Ｐ?/span>23-27
• 2.4.1 剛?cè)狁詈戏治?/span>23-25
• 2.4.2 柔性體狀態(tài)分析25-26
• 2.4.3 模態(tài)疊加法26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 往復(fù)壓縮機(jī)的建模與仿真28-51
• 3.1 往復(fù)壓縮機(jī)模型28-31
• 3.1.1 動(dòng)力學(xué)仿真軟件介紹29-30
• 3.1.2 模型的簡化與三維建模30-31
• 3.2 間隙運(yùn)動(dòng)副的仿真與分析31-37
• 3.2.1 間隙運(yùn)動(dòng)副添加31-32
• 3.2.2 單缸間隙模型仿真32-37
• 3.3 往復(fù)壓縮機(jī)剛?cè)狁詈戏抡?/span>37-46
• 3.3.1 柔性體模型參數(shù)設(shè)定37-39
• 3.3.2 剛?cè)狁詈吓浜吓c仿真39-42
• 3.3.3 模型參數(shù)設(shè)置42-46
• 3.4 仿真結(jié)果對比分析46-49
• 3.4.1 實(shí)測信號數(shù)據(jù)46
• 3.4.2 敏感測點(diǎn)的選擇46-48
• 3.4.3 仿真信號模擬48-49
• 3.4.4 仿真信號與實(shí)測信號對比分析49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第四章 不同工況參數(shù)下往復(fù)壓縮機(jī)的間隙運(yùn)動(dòng)副模擬仿真51-56
• 4.1 轉(zhuǎn)速對間隙運(yùn)動(dòng)副的影響51-52
• 4.2 間隙大小對運(yùn)動(dòng)副的影響52-54
• 4.3 間隙位置對測點(diǎn)響應(yīng)的影響54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 發(fā)表文章目錄61-62
• 致謝62-63

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