论文部分内容阅读
大功率往复式压缩机是一种常用的动力机械,广泛应用于石化行业的增压集输。在运行过程中,整机承受复杂载荷容易产生剧烈的振动,尤其是随着压缩机功率的增大、气体压力增高,所产生的振动更为剧烈,振动对机体的冲击也就变得越来越严重,因此在设计阶段须对其振动特性进行分析,以保证其足够的强度和刚度。鉴于此,本文以大功率往复式压缩机整机为研究对象,对其振动特性、动力响应进行了系统的研究,旨在找出其振动机理,然后采取针对性的措施进行减振工作,建立一套完整的压缩机振动特性分析和控制方法,为大功率压缩机的设计和减振提供参考。首先,利用Solidworks建立压缩机整机的三维模型,并对影响计算结果较小的细小特征进行简化处理,然后基于有限元基本理论建立了整机的有限元模型,对大功率往复式压缩机的曲轴箱和整机进行模态分析,获得了该压缩机曲轴箱的自由模态频率和振型、整机的约束模态频率和振型,并根据提取的模态振型图分析各阶振型的特点,为整机的振动控制提供参考和方向。其次,根据API618等相关压缩机振动测试标准,结合压缩机的结构特点,制定合适的试验测试方案,采用单点分区激励法对整机进行试验模态测试,以获得整机的试验模态信息,将有限元模态与试验模态进行了对比分析,结果表明二者存在一定的误差,但均在10%以内,处于可接受范围之内。然后,通过对整机运行工况进行受力分析,确定压缩机整机的载荷边界条件,同样借助有限元手段进行瞬态响应分析,通过瞬态响应分析求解获得各关键节点的振动烈度,将提取的振动烈度与标准规定相比较,发现该压缩机符合压缩机振动国家标准GB7777的振动规定,并且进行实测分析和对比,结果表明仿真和实测结果的误差大部分在25%以内,个别误差较大。最后,根据有限元模态分析和瞬态响应分析结果,在参考动力机械振动控制措施的基础上,提出修改局部结构的方法来降低振动烈度,并采用相同的分析方法对修改后的压缩机模型进行仿真分析,结果表明,采取振动控制措施之后的压缩机整机自身的固有特性得到改善,工作激励下的振动烈度也得到了降低。