基于结构声强法的离心式压缩机橇座振动能量传递特性

海上橇装离心式天然气压缩机集成度高,易产生振动故障。为探究振动能量在压缩机橇座中的传递特性,降低振动控制成本,将结构声强法应用于橇装离心式压缩机的振动控制研究领域。综合运用自编程序与有限元工具建立了压缩机橇座结构声强场分析模型,结合数据可视化技术,提出了橇座结构声强分析及可视化方法。应用该方法求解并可视化了橇座的结构声强场,研究了橇座中振动能量的传递特性以及机械能与结构声强的定量关系,确定了极限工况下振动能量在橇座中的主要传递路径、振源和振汇。针对精密设备敏感区域,提出了振动控制措施。研究结果表明,压缩机安装区域的结构声强幅值最大,振动能量主要转化为橇座的运动能,振动能量主要沿着橇座宽度和高度方向发散式传递。所得研究成果,在工程领域可为压缩机橇振动控制提供支持,理论方面亦可为板梁复合结构振动能量传递特性研究提供依据。

采用动态交互作用分析的叶轮机械优化算法研究

针对当前基于代理模型的优化算法因遭遇“维度灾难”而难以开展叶轮机械高维优化的难题,提出了自适应厘清变量间关系的动态聚合全局优化算法。该算法能在不消耗额外样本的条件下获取设计变量间的交互信息,并基于该信息一方面将高维问题分解为多个低维问题,实现高维问题的高效优化,另一方面为后续知识挖掘提供信息基础。在完成典型30维函数算例测试后,利用所提出的算法完成了包含28个设计变量的Rotor 37叶栅气动优化与设计空间知识挖掘。结果表明,优化后,Rotor 37叶栅设计工况效率相对参考设计提高了1.69%,且变工况性能相对参考设计亦有不同程度提高。在获得最优解的同时,所提出的算法还厘清了Rotor 37叶栅设计空间各变量间交互作用关系。进一步,结合算法所揭示的变量交互作用进行知识挖掘与CFD验证,证明对分离线附近型线进行微调可有效降低激波与边界层相互作用,从而提高跨声速叶栅的气动性能。由此,所提出的算法在求解高维大资源叶轮机械优化设计问题上的适用性和有效性得到验证。

基于ANSYS的海洋平台用天然气压缩机底座及吊耳强度分析

海洋平台压缩机具有集成度高、吊装要求高等特点,为确保压缩机在包装运输、海上吊装组装、机组运行等作业的可靠性,使用ANSYS Workbench对某海洋平台压缩机底座及吊耳强度进行有限元分析,得到了压缩机吊装状态下的底座及吊耳最大应力为132 MPa,小于等效应力164 MPa,并对吊耳进行挤压、剪切、拉弯组合应力理论校核。有限元分析及理论校核结果表明,压缩机底座及吊耳应力符合吊装要求,为压缩机底座在海洋平台上安全使用提供理论支撑。

高温离心压缩机组受热状态分析及应用

面向开发高效轴端密封的实际需求,重点分析了某一高温蜗壳底座的受热状态,提出并对比分析了增加强制冷却的方案,可为高效轴端密封的开发提供设计基准。研究表明,增加强制冷却后,蜗壳底座受热后中心高膨胀量由1.27 mm降至0.94 mm。

基于现场可编程门阵列的高斯滤波算法优化实现

针对传统高斯滤波算法硬件设计方法中关键路径较长、逻辑延时较大的问题,提出加数压缩的硬件优化实现方法.在高斯滤波算法优化实现过程中,采用移位操作来实现乘法与除法计算,避免使用乘法器与除法器.并引入保留进位加法器(CSA)、基于多路选择器(MUX)的4-2压缩器、加数压缩的树型结构,对9个加数进行3个层次的压缩.经过优化后,只需1个全加器便可得求和结果.结果表明,经过加数压缩设计可以达到缩短关键路径、减少逻辑延时的目标,使逻辑延时缩小32.48%,同时还极大节省所需加法器宏单元数,为后续图像处理模块提供更大的设计自由度.

舰船用空气压缩机公共底架设计研究

针对舰船用空气压缩机振动、噪声和安全性问题,对舰船用空气压缩机公共底架的设计进行了研究,利用现代计算工具对一型公共底架的结构设计进行了不同的舰船环境下静力学、动力学和模态计算,研究分析了舰船在倾斜、摇摆环境条件下公共底架的应力、应变的变化,强调公共底架的设计在满足强度要求的同时应具有足够的刚度,通过开孔、加筋在满足机组结构强度的基础上、调整公共底架的模态可以有效地减小机组的振动和噪声,提出了按静G法校核在冲击环境下公共底架的承受能力可行性,安装孔和安装螺栓的设计选型将直接影响到机组的抗冲击能力。研究结果表明,该方法能够使舰船空气压缩机噪声进一步降低和提高舰船用空气压缩机抗冲击安全性、其他类似的压缩机设计时可以参考。

最优品质因子信号共振稀疏分解的往复压缩机故障诊断

针对往复压缩机振动信息干扰耦合,振动信号非平稳、非线性的特性,提出了最优品质因子信号共振稀疏分解的往复压缩机故障诊断方法。该方法以信号共振稀疏分解得到的低共振分量峭度最大为目标,利用遗传算法与粒子群算法结合的混合算法对品质因子进行优化,得到最优品质因子;然后利用最优品质因子对往复压缩机振动信号进行信号共振稀疏分解,提取故障信息。实验及结果表明,该方法在往复压缩机轴承故障诊断方面效果显著。

沼气罐装压缩机专用油的研制

针对沼气罐装压缩机的特殊工况条件,采用聚醚作为基础油,加入经过复合的高温抗氧剂、金属减活剂、抗泡剂、金属钝化剂、清净分散剂和防锈剂等添加剂,研制出一种沼气压缩机油。经过理化分析和模拟评定,该研制油具有极佳的黏温特性和抗乳化性,优异的氧化稳定性和热稳定性,积炭生成量少、挥发性低,可满足沼气罐装压缩机使用的性能要求。

海洋大功率往复式压缩机曲轴优化设计

目前,往复式压缩机曲轴的优化设计研究较少。鉴于此,考虑润滑油道直径的影响,对海洋大功率往复式压缩机曲轴进行动态建模,通过拉丁超立方试验方法采样,结合椭圆基网络构建曲轴振动特性的神经网络代理模型,以曲轴几何结构参数和润滑油道直径为设计变量,以曲轴第3阶、第5阶和第7阶模态振型最大振型因子为设计目标,采用具有多岛效应的遗传算法对神经网络代理模型进行优化。优化结果表明,在相同仿真条件下,优化后曲轴的振动特性得到改善,第3阶振型最大振型因子下降6.0%,第5阶振型最大振型因子下降6.9%,第7阶振型最大振型因子下降11.9%。研究结果可为海洋大功率往复式压缩机的振动特性分析提供理论依据。

涡旋压缩机型线的加工及其误差分析

为了加工涡旋压缩机涡旋盘基圆渐开线型线,采用了在极坐标条件下用阿基米德螺线径向等间距逼近基圆渐开线的方法,分析了该方法产生的理论逼近误差;通过Matlab对不同插补间距所产生的逼近误差进行了仿真,并给出了最佳插补间距选取的计算方法;用径向等间距逼近的方法在数控机床上进行了动盘型线精加工实验,得出了实际型线加工产生的型线插补误差为1.5μm。将实际加工产生的误差同仿真结果进行了比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。

离心压缩机组底座模态分析技术研究

本文对某离心压缩机组的底座进行了固有频率分析,阐述了在不同安装条件下,底座固有频率的差异。首先建立机壳底座三维模型,模型导入ANSYS Workbench进行有限元网格剖分,将电机、齿轮箱和压缩机等效为质量点施加在相应的支腿位置上,根据不同的约束形式,分别就试车工况和实际运行工况进行频率分析以及Campbell判别,通过进一步的优化分析,得到约束形式对底座频率的影响,进而避免了压缩机组运行在全转速范围内的共振风险。

涡旋压缩机减振底座设计

由于涡旋压缩机常常用于航空、制冷、以及空调等特殊环境中,因此,就要求压缩机具有效率高、节能、抗干扰能力强、结构紧凑、重量轻、减震性能好、能力调节范围宽等特点。本文设计一种具有减振功能的底座,以实现减振功能,降低涡旋压缩机在使用过程中的振动和噪声,从而提升涡旋压缩机的市场竞争力。

船载浮式离心压缩机转子动力学特性分析

以船载浮式离心压缩机转子为研究对象,建立了考虑隔振器(AVM, anti-vibration mount)的转子-轴承-弹性基础动力学模型。由于实际波浪载荷作用周期长,所以在计算过程中,将由波浪载荷导致的复合基础运动考虑为静态加载,不考虑瞬态特性。基于这一点,计算了复合基础运动下的轴承特性以及整体惯性载荷,并分析了船载浮式离心压缩机转子的横向振动以及运行稳定性。通过分析发现,基础运动会影响轴承的动力特性,使轴承负载产生一个偏离角度,并导致轴承交叉耦合项增大。轴承动力特性的改变和隔振器的采用,会使得系统固有频率和不平衡响应发生明显变化,隔振器会使转子在最危险工况下的共振峰值明显减低。与此同时,基础运动会通过轴承以及密封运行间隙影响转子系统的稳定性,使对数衰减率降低,甚至会导致转子失稳,而隔振器可以改善转子的稳定性。

基于特征的压气机叶片结构设计

对航空发动机压气机转子叶片结构进行了特征分析和归纳,提取了典型特征结构和特征参数,建立了基于UG软件的压气机叶片特征设计系统,利用该系统进行了叶片的特征结构设计和多种形式的罩量优化,在此基础上对叶片结构进行了重构。按照同样的方法和步骤,可逐步实现航空发动机各零部件的特征设计,由此达到缩短设计周期,节约成本,提高设计一次成功率的目的。

基于PC的活塞压缩机示功图测控系统设计

示功图和指示参数是压缩机综合性能的体现;针对传统示功图绘制存在的缺陷,开发了基于计算机自动测试技术的压缩机示功图测试、分析系统;该系统通过对气缸内的动态压力信号、压力标定信号及活塞止点信号进行数据采样,并对实测采样数据分析处理,得到示功图;该系统界面友好,操作方便,有较高的控制精度和较快的采样分析速度。

涡旋压缩机的变径基圆渐开线型线研究

研究了涡旋压缩机变径基圆渐开线的啮合特性和几何理论,得到了其共轭啮合型线方程;分析了不同参数下的型线特点和几何形状,并与基圆渐开线进行比较;提出了由变径基圆渐开线构建变啮合间隙涡旋齿的方法。利用变径基圆渐开线可构建出3种涡旋齿:等啮合间隙变壁厚涡旋齿、变啮合间隙等壁厚涡旋齿和变啮合间隙变壁厚涡旋齿,分析了各种涡旋齿的性能特点和适用范围,拓宽了涡旋型线的类型。

以可靠性为中心的往复式压缩机维修方法研究

运用故障树分析法、FMEA分析方法，对往复式压缩机的各子系统进行失效模式影响分析。通过对某大型石化企业1993～2013年往复式压缩机3322条运行和维修数据进行分析研究，得出了其中各关键零部件及各失效模式的失效概率及失效后果。利用K-S检验法及威布尔模型对往复式压缩机组的大修间隔时间进行分析，确定出该组压缩机的平均无故障时间为1．92年，稳态可用度为0．997。

基于改进RSSD和MEF的往复压缩机故障诊断研究

提出了一种基于改进共振稀疏分解和多尺度模糊熵的2D16型往复压缩机故障诊断方法。利用采用改进共振稀疏分解方法对振动信号进行分析,将信号分解为高低共振分量和残余分量。利用多尺度模糊熵提取故障特征,将特征向量输入支持向量机进行模式识别,诊断往复压缩机的故障类型。该方法能有效提取往复式压缩机气阀的故障特征,实现对不同气阀故障类型的有效识别。

空分系统中空压机系统故障诊断专家系统的研究

空压机系统是空分系统中的核心之一,也是影响空分系统工作稳定的主要原因之一。为保证空压机系统的安全经济运行,实现故障诊断和及时的故障排除,设计了一个适用于空压机系统的故障诊断专家系统,介绍了该系统的结构、知识库的构建与推理机的实现。阐述了利用知识库中的知识推理进行故障诊断的方法,并以实例说明该故障诊断系统具有很强的实用性。

乙烯压缩机机座异常变形的分析及防治

采用有限元数值模拟和模型试验方法 ,分析某炼油厂乙烯压缩机机座箱体侧板异常变形产生的原因 ,证实机座箱体变形是由于箱体内冷凝水结冰体积膨胀导致侧板塑性变形长期累积的结果。分析结果表明 ,正常工作条件下 (排除结冰因素 )机座箱体的变形不会继续发展 ,且不影响压缩机的正常运行 ,建议保留到下次大修时再更换机座箱体 ,且新箱体顶板上不再开孔。