離心壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性仿真及優(yōu)化.pdf

1、離心式壓縮機(jī)以其結(jié)構(gòu)緊湊、供氣均勻、效率高等特點(diǎn)使其成為石油化工生產(chǎn)線(xiàn)上的核心設(shè)備，在生產(chǎn)運(yùn)行中的穩(wěn)定性關(guān)系到整條生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著加工工藝的提升和組件精度的提高使得離心式壓縮機(jī)的氣體輸出壓力增高、流量增大。由于高轉(zhuǎn)速的特性，對(duì)離心壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性提出了新的挑戰(zhàn)。本課題針對(duì)遼寧省遼陽(yáng)市石油化工廠(chǎng)乙烯生產(chǎn)線(xiàn)DH410-61單軸雙支承雙吸式離心壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速轉(zhuǎn)子的異常振動(dòng)問(wèn)題展開(kāi)研究，在己知離心壓縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況

2、下，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的葉輪和轉(zhuǎn)軸進(jìn)行三維模型的建立，利用有限元分析法對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性進(jìn)行仿真分析，確定振動(dòng)原因，通過(guò)優(yōu)化轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使得離心壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　首先，基于solidworks三維建模軟件依據(jù)轉(zhuǎn)子的主要數(shù)據(jù)對(duì)葉輪和轉(zhuǎn)軸進(jìn)行幾何模型的建立，根據(jù)相互間的裝配關(guān)系形成裝配體，將其導(dǎo)入ANSYS有限元分析軟件中生成與之相對(duì)應(yīng)的有限元分析模型。
　　其次，利用ANSYS有限元軟件對(duì)離心壓縮機(jī)高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，獲取各

3、階模態(tài)的固有頻率、相對(duì)應(yīng)的振型以及Campbell圖等分析結(jié)果，找出了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)異常振動(dòng)原因。對(duì)工作轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)分析，以模態(tài)分析提取結(jié)果為基礎(chǔ)，在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振幅較大的點(diǎn)施加簡(jiǎn)諧力，通過(guò)改變軸承支承剛度，獲取轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)位移的響應(yīng)圖，確定產(chǎn)生最大位移的數(shù)值大小。對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)狀態(tài)下的瞬態(tài)不平衡響應(yīng)的分析，確定出現(xiàn)振動(dòng)峰值的轉(zhuǎn)速及最大振幅，并探究軸承支承剛度對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振幅的影響。
　　最后，通過(guò)simulation有限元