[科普中國]-w型壓縮機

簡介

動力平衡是活塞式壓縮機動力學(xué)的主要內(nèi)容之一，而往復(fù)慣性力往往是主要的不平衡力。因此，要有效地迸行動力平衡，搞清楚往復(fù)慣性力合力的變化規(guī)律是十分必要的。對固定式壓縮機，可通過加重基礎(chǔ)的方法來減振，而移動式壓縮機則應(yīng)力求輕便。因此，后者需要更好的動力平衡性1。

活塞式壓縮機的主傳動系統(tǒng)活塞式壓縮機的主傳動系統(tǒng)一般是多個連桿機構(gòu)并聯(lián)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，動力學(xué)仿真十分復(fù)雜。典型的形式有兩種：曲軸-滑動軸承系統(tǒng)和曲軸-滾動軸承系統(tǒng)。對于曲軸-滑動軸承系統(tǒng)動力學(xué)分析，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量工作。采用的研究方法主要是以曲軸-軸承系統(tǒng)為研究對象，聯(lián)立求解動力學(xué)控制方程，計算軸承反力的Reynolds方程以及各種約束方程等。動力學(xué)仿真軟件如ADAMS已經(jīng)成為解決曲軸-軸承系統(tǒng)動力學(xué)問題的有效工具，可大幅度地降低了仿真計算的編程工作量。應(yīng)用ADAMS軟件解決機械系統(tǒng)動力學(xué)問題已經(jīng)成為機械系統(tǒng)動力學(xué)分析的常用方法。W型壓縮機的主傳動系統(tǒng)多為曲軸-滾動軸承系統(tǒng)，主要由曲軸、滾動軸承、連桿和活塞組成。利用ADAMS軟件及其外部接口程序，研究了直軸-滾動軸承系統(tǒng)的動力學(xué)問題，但對曲軸-滾動軸承系統(tǒng)動力學(xué)問題的分析研究還未見報道2。

W型壓縮機主傳動系統(tǒng)在設(shè)計W型壓縮機主傳動系統(tǒng)時，各汽缸間的夾角的選擇，對壓縮機動力學(xué)性能影響很大，還主要依賴于工程師的經(jīng)驗，缺乏可靠的理論分析。首先利用ADAMS仿真軟件，研究在額定工況下W型壓縮機彈性曲軸-滾動軸承系統(tǒng)動力學(xué)問題，求出主軸頸中心位移響應(yīng)和軸承反力。

在此基礎(chǔ)上，以左中右三列汽缸間夾角為設(shè)計變量，以2個主軸頸軸心徑向位移響應(yīng)振幅的加權(quán)平均為目標(biāo)函數(shù)，在ADAMS中進行動力學(xué)優(yōu)化，求解出最優(yōu)的夾角值。

總結(jié)（1）以整個曲軸-滾動軸承系統(tǒng)為研究對象，直接利用軸心運動參數(shù)與滾動軸承反力之間的關(guān)系解決曲軸-滾動軸承系統(tǒng)動力學(xué)問題，理論上更合理。

（2）研究了額定工況下壓縮機彈性曲軸—滾動軸承系統(tǒng)的動力學(xué)行為，得到了2個主軸承軸承反力，曲軸主軸頸中心徑向振動響應(yīng)變化規(guī)律和軸心軌跡。

（3）建立了壓縮機曲軸-滾動軸承系統(tǒng)動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，得到了一個目標(biāo)函數(shù)為隱函數(shù)的多目標(biāo)一維動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計問題，并利用ADAMS 參數(shù)化建模技術(shù)進行了設(shè)計研究，找到了最優(yōu)解，說明了某型號壓縮機設(shè)計點的具有一定的合理性3。