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离心压缩机振动故障分析与处理

作　者: 徐洪淼
导　师: 陈长征；王洁
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 离心式压缩机 振动分析 不平衡 转子
分类号: TH452
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 173次
引　用: 1次
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内容摘要


离心压缩机是一种高转速、高功率,而且是制造精度非常高的动力机械。在航空航天、能源动力、石油化工及冶金等行业日益发挥着极其重要的作用。但离心压缩机常出现振动故障,既影响压缩机的寿命又影响生产效率。如何能快速准确的找出离心压缩机的振动故障原因成为了大家关注的问题。本文对压缩机产生振动的原因及振动的特征进行了论述,并结合生产实际使用的离心式压缩机多次振动故障,利用测振工具,测出了振动曲线和振动频谱图,对振动波形和频谱特征进行了综合分析,通过结合机组振动现象,对转子的不平衡、转子的不对中、油膜振荡、转子与气封间的磨擦、喘振等常见故障进行了深入分析。建立离心压缩机叶轮三维有限元模型,应用ANSYS软件分析了在离心力作用下叶轮的应力状态,分析与轴连接的不同方式对叶轮应力的影响。计算结果表明,离心压缩机叶轮在旋转中,叶轮外缘应力比较高,轮盖上的应力比轮盘上的应力大,叶片根部容易产生应力集中,应采用适当的圆角避免应力集中,过盈配合的叶轮内孔处应力比较大,需要确定合理的过盈量,既要保证叶轮不松动也要保证叶轮内孔处的强度条件。对转子进行了模态分析,计算出了前六阶固有频率,为了使压缩机安全的工作,可以适当的改变系统的工作频率,使其远离共振区,否则就会发生共振的危险。通过研究分析,认为影响离心式压缩机振动的因素很多,同一振动现象可能由多种原因所引起,也可能由多种因素共同作用的结果,在对振动进行分析时,必须采取多种方法进行综合分析才能正确判断引起振动的原因。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 课题的来源及选题的依据  10
  1.2 离心压缩机的发展概况  10-13
  1.3 机械故障诊断现状及发展趋势  13-15
  1.4 离心压缩机振动分析的意义  15-16
  1.5 离心压缩机振动分析研究现状  16-18
  1.6 转子的振动主动控制的发展  18-19
  1.7 论文研究的内容  19-21
第二章 离心压缩机的基本原理、结构和性能  21-26
  2.1 离心压缩机的基本原理及优点  21-22
    2.1.1 离心压缩机的基本原理  21
    2.1.2 离心压缩机的优点  21-22
  2.2 离心压缩机的基本结构  22-23
  2.3 离心式压缩机的性能及性能曲线  23-26
    2.3.1 性能参数  23
    2.3.2 离心式压缩机的性能曲线及工作范围  23-24
    2.3.3 压缩机的工作范围  24
    2.3.4 离心压缩机转子隔离裕度的计算  24-26
第三章 离心压缩机典型故障特征  26-37
  3.1 离心压缩机常见振动故障分析  26-27
  3.2 转子的不平衡  27-31
    3.2.1 转子不平衡的特征  27-28
    3.2.2 转子不平衡的原因  28-31
  3.3 转子的不对中  31-33
    3.3.1 转子不对中的特征  31
    3.3.2 转子不对中类型及原因  31-32
    3.3.3 判断不对中故障的方法  32-33
  3.4 油膜振荡  33-35
    3.4.1 油膜振荡的特征  33-34
    3.4.2 油膜振荡的防治措施  34-35
  3.5 离心压缩机的旋转脱离与喘振  35-36
    3.5.1 离心式压缩机的旋转脱离  35
    3.5.2 喘振  35-36
  3.6 转子与气封间的磨擦  36-37
第四章 离心压缩机转子动力学仿真  37-54
  4.1 有限元方法及软件（ANSYS）简介  37-38
  4.2 离心压缩机叶轮动力分析  38-47
    4.2.1 循环对称基本理论  39-41
    4.2.2 载荷与边界条件  41-42
    4.2.3 离心压缩机叶轮有限元建模与应力分析  42-47
  4.3 基于有限元方法的模态分析  47-54
    4.3.1 模态分析的主要步骤  47-48
    4.3.2 离心压缩机转子模态分析  48-54
第五章 离心压缩机振动实例分析  54-62
  5.1 二氧化碳离心压缩机振动故障分析及处理  54-58
    5.1.1 二氧化碳离心压缩机振动故障分析  54-58
    5.1.2 分析结论与处理  58
  5.2 裂解气离心压缩机振动分析  58-62
    5.2.1 裂解气离心压缩机振动故障分析  59-60
    5.2.2 分析结论与解决措施  60-62
第六章 结论  62-63
参考文献  63-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 气体压缩与输送机械 > 压缩机、压气机 > 离心式
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