考虑接触间隙的压缩机柔性转子扭振特性研究

• 作者: 黄志强 王杰 李涛 李刚 王硕 母德全 西南石油大学机电工程学院
• 来源期刊: 机械强度
• 学科: 工学
• 关键词: 往复压缩机;碰撞间隙;油膜间隙;刚柔耦合;曲轴扭振;共振
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 22-32
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.01.003

摘要

往复式压缩机曲轴系扭振会引起烧瓦及轴系断裂等重大问题，为掌握压缩机转子系统扭振响应，提出了一种考虑衬套-销轴碰撞间隙、曲轴-轴承油膜间隙的压缩机柔性转子系统扭振动力学求解方法，为避开曲轴系固有频率提供了一种新的思路及方法。基于多体动力学理论以及Hertz接触理论，求解了含碰撞间隙下曲轴系扭振动力学响应，分析表明，曲轴系第4列曲柄销的扭振幅值最大，扭转角位移幅值为0.051°，动态角速度峰值为156.026 rad/s。基于此，考虑了曲轴-轴承油膜间隙，利用有限差分法及超松弛迭代法计算滑动轴承油膜压力，并通过压力扰动法求解轴承动态特性系数，综合考虑衬套-销轴碰撞间隙和曲轴-轴承油膜间隙对曲轴系动态响应的影响，开展了考虑预应力下的曲轴系模态分析，并对比分析了考虑油膜间隙和不考虑油膜间隙下曲轴系的共振情况。结果表明，考虑油膜间隙后曲轴系第3、8阶固有频率分别降低了44.64%、21.23%，且在同一转速范围带内，考虑综合间隙下曲轴系共振转速点减少，2阶临界转速降低了38.55%，共振的概率增大。