活塞式壓縮機動力學(xué)設(shè)計與振動仿真研究.pdf

1、壓縮機作為一種提高氣體壓力的機械,在各行各業(yè)均有著廣泛的運用,而活塞式壓縮機作為壓縮機分類的重要分支之一,在某些應(yīng)用場合更有著不可替代的作用。然而，作為往復(fù)式機械,活塞式壓縮機在振動噪聲方面有著較為明顯的缺點，通過設(shè)計、計算等來降低機器振動噪聲，提高其可靠性，是行之有效的重要途徑和手段。
　　最近的幾十年，是計算機技術(shù)充分發(fā)展和進步階段，三維設(shè)計和有限元仿真等技術(shù)在工程領(lǐng)域得到了廣泛的運用，使得壓縮機優(yōu)化設(shè)計有了更加豐富而有效的手

2、段。
　　本文研究的PY40V2型壓縮機是在企業(yè)前期研究的單缸活塞式壓縮機基礎(chǔ)上進行設(shè)計改進的，主要在降低振動響應(yīng)方面做了詳盡的研究，該壓縮機應(yīng)用工況流量小但變化范圍大，振動噪聲指標要求高。作者在本文中進行了壓縮機傳動系統(tǒng)的平衡分析、動力計算、機體模態(tài)仿真分析、模態(tài)測試、頻率響應(yīng)分析以及振動測試，并提出了降低壓縮機振動響應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計方案。通過全過程低振動壓縮機設(shè)計方案的運用，試驗數(shù)據(jù)表明PY40V2型壓縮機較前階段設(shè)計的壓縮機在同

3、工況下的振動水平得到了明顯的提高，10Hz-8KHz范圍內(nèi)1/3倍頻程的機腳平均振動加速度總級降低超過3dB，PY40V2型活塞式壓縮機（10Hz-1kHz）振動烈度為2.62mm/s,較前一機型降低了27.5mm/s，按照GB/T16301-2003標準評價，其振動烈度值已經(jīng)達到了A級即優(yōu)的技術(shù)水平。
　　首先，本文從壓縮機傳動系統(tǒng)的設(shè)計出發(fā)，對曲柄連桿機構(gòu)的平衡做了詳盡的分析計算，提出了平衡重的設(shè)計重量和尺寸；然后，對壓縮機氣

4、缸內(nèi)的氣體做了簡要的熱力分析，并以此為輸入進行壓縮機整機的動力分析計算，為壓縮機飛輪設(shè)計提供了依據(jù)；其次，采用PRO-E軟件建立了壓縮機頻響分析模型；而后，采用Patran/Nastran對其主要零部件進行了模態(tài)仿真分析，并通過與模態(tài)實測數(shù)據(jù)的對比分析，驗證了有限元模型仿真的準確性；最后，利用頻率響應(yīng)分析的方法，仿真分析了整機的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并將仿真結(jié)果與測試數(shù)據(jù)進行了對比分析。
　　通過以上工作，作者提出了降低該型壓縮機振動水平的結(jié)