活塞式壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與振動(dòng)仿真研究.pdf

1、壓縮機(jī)作為一種提高氣體壓力的機(jī)械,在各行各業(yè)均有著廣泛的運(yùn)用,而活塞式壓縮機(jī)作為壓縮機(jī)分類的重要分支之一,在某些應(yīng)用場(chǎng)合更有著不可替代的作用。然而，作為往復(fù)式機(jī)械,活塞式壓縮機(jī)在振動(dòng)噪聲方面有著較為明顯的缺點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算等來(lái)降低機(jī)器振動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)充分發(fā)展和進(jìn)步階段，三維設(shè)計(jì)和有限元仿真等技術(shù)在工程領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用，使得壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)有了更加豐富而有效的手

2、段。
　　本文研究的PY40V2型壓縮機(jī)是在企業(yè)前期研究的單缸活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)的，主要在降低振動(dòng)響應(yīng)方面做了詳盡的研究，該壓縮機(jī)應(yīng)用工況流量小但變化范圍大，振動(dòng)噪聲指標(biāo)要求高。作者在本文中進(jìn)行了壓縮機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的平衡分析、動(dòng)力計(jì)算、機(jī)體模態(tài)仿真分析、模態(tài)測(cè)試、頻率響應(yīng)分析以及振動(dòng)測(cè)試，并提出了降低壓縮機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)全過(guò)程低振動(dòng)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)方案的運(yùn)用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明PY40V2型壓縮機(jī)較前階段設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)在同

3、工況下的振動(dòng)水平得到了明顯的提高，10Hz-8KHz范圍內(nèi)1/3倍頻程的機(jī)腳平均振動(dòng)加速度總級(jí)降低超過(guò)3dB，PY40V2型活塞式壓縮機(jī)（10Hz-1kHz）振動(dòng)烈度為2.62mm/s,較前一機(jī)型降低了27.5mm/s，按照GB/T16301-2003標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，其振動(dòng)烈度值已經(jīng)達(dá)到了A級(jí)即優(yōu)的技術(shù)水平。
　　首先，本文從壓縮機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的平衡做了詳盡的分析計(jì)算，提出了平衡重的設(shè)計(jì)重量和尺寸；然后，對(duì)壓縮機(jī)氣

4、缸內(nèi)的氣體做了簡(jiǎn)要的熱力分析，并以此為輸入進(jìn)行壓縮機(jī)整機(jī)的動(dòng)力分析計(jì)算，為壓縮機(jī)飛輪設(shè)計(jì)提供了依據(jù)；其次，采用PRO-E軟件建立了壓縮機(jī)頻響分析模型；而后，采用Patran/Nastran對(duì)其主要零部件進(jìn)行了模態(tài)仿真分析，并通過(guò)與模態(tài)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，驗(yàn)證了有限元模型仿真的準(zhǔn)確性；最后，利用頻率響應(yīng)分析的方法，仿真分析了整機(jī)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并將仿真結(jié)果與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　通過(guò)以上工作，作者提出了降低該型壓縮機(jī)振動(dòng)水平的結(jié)