本文關(guān)鍵詞：整體齒輪增速式離心壓縮機動力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 整體齒輪增速式離心壓縮機 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng) 模態(tài)分析 不平衡響應(yīng)分析 臨界負荷 軸承參數(shù)

【摘要】：近年來,整體齒輪增速式離心壓縮機在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展。與此同時,我國對這種型號的壓縮機需求量也很大,并廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、制藥等各個領(lǐng)域中。目前,雖然國內(nèi)能夠生產(chǎn)制造一些簡單型號的齒輪式壓縮機,但高端產(chǎn)品仍主要依靠進口。整體齒輪增速式離心壓縮機中的齒輪一轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)是一個典型的耦合軸系,但國外一些大型壓縮機制造廠商在對整體齒輪增速式離心壓縮機進行設(shè)計時,將耦合軸系分離,分別對單根齒輪軸轉(zhuǎn)子進行設(shè)計。齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動力學(xué)特性更為復(fù)雜,會耦合出新的模態(tài)頻率、產(chǎn)生新的臨界轉(zhuǎn)速與振動峰值。對于該型號壓縮機動力學(xué)特性的研究,需要以齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)為研究對象,研究耦合軸系在升速、提升負荷兩個過程中的動力學(xué)特性。因此,本文以某臺四軸六級整體齒輪增速式離心壓縮機為研究對象,建立了齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)有限元模型,并研究了耦合系統(tǒng)在20%-100%負荷功率范圍內(nèi)的以下三方面內(nèi)容：(1)首先,計算耦合系統(tǒng)在柔性支撐下升速過程中的動力學(xué)特性。對耦合系統(tǒng)進行模態(tài)分析時發(fā)現(xiàn),模態(tài)頻率主要為單軸彎曲頻率、單軸彎扭耦合頻率、多軸彎扭耦合頻率。對耦合系統(tǒng)進行不平衡響應(yīng)分析時發(fā)現(xiàn),軸承處出現(xiàn)了新的振動峰值,軸承處及葉輪處臨界轉(zhuǎn)速也發(fā)生了改變。(2)其次,分析齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速下不斷提升負荷過程中的動力學(xué)特性。研究發(fā)現(xiàn),隨著負荷不斷增大,耦合系統(tǒng)模態(tài)頻率隨之增大,低速軸、中速軸的彎曲扭轉(zhuǎn)耦合頻率與其各自激振頻率相交于75%負荷處。在80%負荷時,耦合系統(tǒng)不平衡響應(yīng)中的低速軸、中速軸軸承處出現(xiàn)振動峰值,從理論上解釋了工廠中該型號壓縮機在提升負荷過程中出現(xiàn)臨界負荷的現(xiàn)象。隨著負荷增大,單軸彎曲模態(tài)頻率對應(yīng)的對數(shù)衰減率減小、單軸彎扭耦合頻率對應(yīng)的對數(shù)衰減率部分減小、部分增大,多軸彎扭耦合頻率對應(yīng)的對數(shù)衰減率增大。(3)研究軸承參數(shù)對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),可傾瓦軸承瓦塊排布形式對耦合系統(tǒng)振動特性影響較大,LBP(瓦塊間載荷排布形式)要優(yōu)于LOP(瓦塊上載荷排布形式)。隨著可傾瓦軸承瓦塊數(shù)目的增大,耦合系統(tǒng)中軸承處振動幅值減小、葉輪處振動量增大,從振動幅值的角度解釋了工程中常選用四瓦、五瓦可傾瓦軸承作為整體齒輪增速式離心壓縮機輸出齒輪軸的支撐。隨著可傾瓦軸承預(yù)負荷的增大,耦合系統(tǒng)軸承處振動增大,葉輪處振動減小。
【關(guān)鍵詞】：整體齒輪增速式離心壓縮機 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng) 模態(tài)分析 不平衡響應(yīng)分析 臨界負荷 軸承參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 課題來源及研究背景17
• 1.1.1 課題來源17
• 1.1.2 研究背景及意義17
• 1.2 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀17-23
• 1.2.1 耦合系統(tǒng)固有特性及不平衡響應(yīng)研究19-21
• 1.2.2 齒輪及軸承等因素對耦合系統(tǒng)動力學(xué)特性影響21-22
• 1.2.3 負荷對耦合系統(tǒng)動力學(xué)特性影響22-23
• 1.3 本文主要工作23-25
• 第二章 齒輪-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)25-41
• 2.1 有限元法簡介25
• 2.2 軸單元25-28
• 2.3 剛性圓盤單元28-29
• 2.4 軸承動力學(xué)及軸承單元29-31
• 2.4.1 雷諾方程29-30
• 2.4.2 軸承靜載和軸承動力特性30-31
• 2.4.3 軸承單元31
• 2.5 齒輪動力學(xué)及嚙合剛度矩陣31-36
• 2.5.1 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)耦合振動概述31-32
• 2.5.2 齒輪接觸點運動32-34
• 2.5.3 齒輪嚙合動態(tài)力34-35
• 2.5.4 齒輪嚙合剛度矩陣35-36
• 2.6 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)運動微分方程36-40
• 2.6.1 運動微分方程求解38-39
• 2.6.2 不平衡響應(yīng)求解39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 第三章 整體齒輪增速式離心壓縮機升速過程中動力特性分析41-59
• 3.1 壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型41-42
• 3.2 壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型42-47
• 3.2.1 齒輪-軸承載荷計算42-43
• 3.2.2 軸承動力學(xué)系數(shù)計算43-46
• 3.2.3 嚙合剛度矩陣計算46-47
• 3.3 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)模態(tài)分析47-49
• 3.4 齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)分析49-56
• 3.4.1 不平衡量大小的確定49-50
• 3.4.2 單軸不平衡響應(yīng)分析50-52
• 3.4.3 耦合系統(tǒng)不平衡響應(yīng)分析52-56
• 3.5 本章小結(jié)56-59
• 第四章 負荷對整體齒輪增速式離心壓縮動力學(xué)特性影響59-75
• 4.1 負荷對軸承動力學(xué)系數(shù)的影響59-63
• 4.2 負荷對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)固有頻率的影響63-66
• 4.3 負荷對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)的影響66-71
• 4.4 負荷對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 第五章 軸承參數(shù)對整體齒輪增速式離心壓縮機動力學(xué)特性影響75-87
• 5.1 軸承瓦塊安裝形式對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承動力學(xué)特性的影響75-80
• 5.2 軸承瓦塊數(shù)對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承動力學(xué)特性的影響80-83
• 5.3 預(yù)負荷對齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承動力學(xué)特性的影響83-86
• 5.4 本章小結(jié)86-87
• 第六章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 結(jié)論87-88
• 6.2 展望88-89
• 參考文獻89-91
• 致謝91-93
• 研究成果及發(fā)表學(xué)術(shù)論文93-95
• 作者與導(dǎo)師簡介95-96
• 附件96-97

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱孝錄,史鐵軍;齒輪輪齒的隨機斷裂現(xiàn)象[J];機械傳動;1999年01期

2 李濰;日本齒輪圖的識圖要點[J];蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報;2001年04期

3 程軍紅,范福玲,邱寶年;解決齒輪輪齒斷裂問題的有效方法[J];機械傳動;2002年03期

4 邵忍平,郭萬林,劉夢軍;裂紋齒輪動力特性分析與模擬[J];機械科學(xué)與技術(shù);2003年05期

5 王超,覃文潔;齒輪輪齒三維動力接觸有限元分析[J];車輛與動力技術(shù);2004年02期

6 邵忍平,黃欣娜,李宗斌;裂紋對齒輪輪齒結(jié)構(gòu)振動的影響[J];機械強度;2004年06期

7 常榮福;齒輪潤滑分析及油量控制[J];江蘇冶金;2004年06期

8 張芳;齒輪輪齒失效后的修復(fù)[J];一重技術(shù);2005年04期

9 彭云峰,李瑰賢;微齒輪的基礎(chǔ)研究中的幾個關(guān)鍵問題分析[J];機械設(shè)計與研究;2005年01期

10 申超英;傳動齒輪輪齒斷裂問題的分析及防護措施[J];機械研究與應(yīng)用;2005年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 侯學(xué)勤;李瑩;;齒輪輪齒斷裂失效分析思路與預(yù)防[A];2011年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

2 楊生華;;齒輪輪齒斷裂過程仿真與斷裂強度[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

3 劉朝英;;開式齒輪輪齒磨損極限分析及可靠度[A];面向制造業(yè)的自動化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)技術(shù)——2001年中國機械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

4 阮景奎;周學(xué)良;宮愛紅;;用Pro／ENGINEER進行齒輪的參數(shù)化設(shè)計[A];2003年11省區(qū)市機械工程學(xué)會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

5 陳思娟;王海濤;;增大磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的方法研究[A];第七屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 安廣析 楊位臣;回轉(zhuǎn)窯開式齒輪的潤滑改進[N];中國建材報;2008年

2 欒東強;排除農(nóng)機故障重在準確診斷[N];山西科技報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張昊;五軸齒輪組裝式離心壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)及其非線性特性[D];大連理工大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛祥棟;怠速工況下變速器齒輪敲擊仿真研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 任保安;螺旋傘齒輪精確建模及TCA初始值計算研究[D];太原科技大學(xué);2015年

3 黃守武;齒面微觀形貌對齒輪動力學(xué)參數(shù)及動態(tài)特性的影響研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 陳岳;基于鎖相放大器的齒輪裂紋信號檢測研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

5 李偉;動力刀架動力學(xué)特性分析與優(yōu)化研究[D];東南大學(xué);2016年

6 丁端;整體齒輪增速式離心壓縮機動力學(xué)特性研究[D];北京化工大學(xué);2016年

7 陳乾堂;基于應(yīng)力波傳播理論的齒輪動應(yīng)力分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

8 陳思雨;一種新的齒輪非線性振動數(shù)學(xué)模型建模與分析求解研究[D];中南大學(xué);2007年

9 董春鋒;基于熱流耦合的齒輪對流換熱及溫度場分析[D];重慶大學(xué);2011年

10 付小輝;參數(shù)匹配對齒輪耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性的影響[D];鄭州大學(xué);2009年

，

本文編號：903999