大型往复式压缩机曲轴动力学特性分析

发布时间：2017-07-15 23:18

  本文关键词：大型往复式压缩机曲轴动力学特性分析

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【摘要】：伴随着着国民经济的飞速发展,制造业已逐步发展成为我国国民经济的支柱。作为工业生产过程中的重要的动力设备,往复式压缩机占据着举足轻重的作用。国内石油化工行业的快速发展和技术水平的提高,对压力能品质的要求也变得更加苛刻,为满足高压力、大流量的工作要求,大型往复式压缩机向着大型、多列的方向转变。曲轴作为压缩机内传递力和运动的重要构件,是压缩机产生振动和噪声的主要源头,曲轴性能的好坏是机组工作效率和使用寿命的决定性因素。鉴于此,本文以某型号压缩机主轴为研究对象,对其进行静力学和动力学分析,旨在为曲轴的设计和研发工作提供一些参考。通过分析大量国内外相关文献资料,较系统地掌握了压缩机的工作原理和发展状况;以运动学和动力学理论为基础,详细地阐述了曲柄连杆机构的运动规律和受力状况,确定了压缩机各构件的运动规律及受载情况,为轴系的动力学分析提供了依据。以SolidWorks软件为支撑,建立了曲轴的三维模型,利用Workbench与SolidWorks软件的集成设置,实现曲轴模型在两个软件中的数据共享。对曲轴进行了静力学分析,得到了六种不同工况下曲轴的应力情况,并找到了曲轴所受等效应力的最大部位。分别对曲轴进行模态分析和瞬态响应分析,为确定不同条件对曲轴模态数据的影响行为,本文利用三种不同的约束条件来完成这一分析过程,得到一些可靠的结论;通过曲轴的瞬态响应分析,确定曲轴在一个运转周期内的应力和变形情况及其最大位置,根据分析结果提出了改进建议。通过上述研究工作获得的结论,可以为曲轴的设计研发工作提供有益的参考。
【关键词】：压缩机 曲轴 动力特性 模态 瞬态响应
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景与研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.2.1 压缩机的研究发展现状10-11
• 1.2.2 曲轴的研究发展现状11-12
• 1.3 研究方法与支撑软件12-13
• 1.4 课题的主要研究内容13-15
• 第2章 往复式压缩机的工作原理和动力学分析基本理论15-30
• 2.1 往复式压缩机的结构和基本原理15-17
• 2.2 活塞式压缩机的热力学原理17-20
• 2.2.1 压缩过程和膨胀过程17-18
• 2.2.2 理论工作循环和实际工作循环18-20
• 2.3 往复式压缩机的动力特性20-30
• 2.3.1 曲柄连杆机构的运动学关系20-22
• 2.3.2 压缩机活塞运动规律分析22-24
• 2.3.3 曲柄连杆机构的受力分析24-26
• 2.3.4 压缩机中的作用力分析26-30
• 第3章 往复式压缩机曲轴静力学分析30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 曲轴静力学分析模型的建立30-34
• 3.2.1 曲轴的基本参数30-32
• 3.2.2 曲轴几何模型的构建32-33
• 3.2.3 载荷施加与边界条件33-34
• 3.3 曲轴静力学分析结果34-37
• 3.4 小结37-38
• 第4章 往复式压缩机曲轴的模态分析38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 模态分析的基础理论38-40
• 4.3 曲轴的模态分析40-47
• 4.3.1 曲轴模态分析的一般过程40-41
• 4.3.2 曲轴的自由模态分析41-43
• 4.3.3 加约束不加集中质量的约束模态分析43-45
• 4.3.4 加约束和集中质量的模态分析45-47
• 4.4 小结47-49
• 第5章 往复式压缩机曲轴轴瞬态响应分析49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 轴系瞬态响应分析模型的建立49-54
• 5.2.1 瞬态载荷的确定与施加49-50
• 5.2.2 边界条件的施加50
• 5.2.3 瞬态响应分析结果50-54
• 5.3 小结54-55
• 第6章 结论55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：546234