文档介绍：第卷第期北京化工大学学报., .
焦
.型往复式空气压缩机结构动态特性分析
郭丽敏张娅崔文勇
北京化工大学机电工程学院,北京
摘要:从数值和试验两方面对一型往复式空气压缩机进行了模态分析。采用有限元软件中
装配技术实现了压缩机的储气罐与曲轴箱及电机间的螺栓连接装配关系,并引入压缩机与刚性平面接触来模拟压
缩机与地面的单边约束问题。研究结果表明数值计算结果与试验结果吻合较好,从而验证了有限元计算模型的正
确性,所得结果可用于该型号往复式空气压缩机的故障诊断分析。
关键词:往复式压缩机;模态分析;;装配
中图分类号:
的具体尺寸,采用有限元计算软件建立简
引言
化后的几何模型如图所示。由图可知该压
往复式压缩机应用广泛,是石油化工行业中的缩机主要由三部分组成:储气罐、曲轴箱和电机。在
关键设备,一旦发生故障,可能导致整个装置停工, 有限元分析计算中,由于储气罐结构规则、曲轴箱和
造成很大经济损失。建立和完善往复式压缩机故障电机结构复杂,故采用六面体单元对储气罐
诊断系统可保证企业的正常运行,提高经济效益。进行网格划分,采用四面体单元对曲轴箱和
压缩机振动是压缩机产生故障的主要原因之电机进行网格划分,曲轴箱和电机内部结构复杂,采
一
, 往复式空气压缩机的振动主要包括机体本身的用等效质量代替,最终所得压缩机有限元网格模型
振动和压缩机管路的共振。目前对往复式压缩如图所示,共有节点,单元。材
机管路振动的分析较多,已提出了合理设计管线、设料参数为., :.,/。
置缓冲罐及增加支撑等方法来减轻管路振动。
对压缩机整体振动分析主要以故障响应信号分析为
主,振动信号的分析、特征提取以及故障分类方法一
直是研究的重点【。由于分析工具的限制,对压
缩机整体的数值分析仍然很少。本文借助有限元软
件对型往复式空气压缩机进行了数
实体模型有限元模型
值模态分析,并用试验进行验证,分析了压缩机的固
有结构动态特性,所得结果可为创建该型号压缩机图型往复式空气压缩机模型
故障诊断系统提供依据。. 一
为使四面体网格和六面体网格相互协调,并保
有限元计算分析证螺栓连接的装配关系,更好地模拟实际情况,采用
. 有限元计算模型了装配技术。本文中装配技术是通
通过参考北京复盛压缩机厂提供的一往过设置上下连接表面接触对来实现的,并将接触算
复式空气压缩机图纸和相关数据资料,并实地测绘法改为装配,这样就实现了储气罐与曲轴箱
及电机间的装配关系。
收稿日期:.—由于该压缩机是可移动式的,除与地面接触外,
基金项目:北京化工大学青年教师基金
无其他约束,为了尽可能模拟真实的约束情况。用压
第一作者:女,年生,硕士生
通讯联系人缩机与刚性平面地接触来模拟压缩机与地面的接
—: ... 触。即在压缩机支脚与刚性平面间施加一个接触
第期郭丽敏等:一型往复式空气压缩机结构动态特性分析· ·
对,设置接触对的接触属性为刚性接触,从而
模态试验分析
实现对压缩机的约束,如图所示。图中网格面
为模拟的地面网格是自动生成的,个支脚处的由于该压缩机的结构复杂,为简化试验,把压缩
黑色部分为压缩机支脚与地面的接触面。机储气罐的振动量