[發明專利]五平行軸齒式壓縮機動力學特性模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201310340296.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103437992A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 韓清凱;張昊;任紅軍;吳彥
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 趙連明

技術領域

本發明屬于化工機械振動領域，涉及五平行軸齒式壓縮機動力學特性模擬實驗。

技術背景

壓縮機是能源工業的核心裝備，也是耗能巨大的動力裝備，廣泛應用于天然氣、石油和煤化工等領域。而多平行軸系高端壓縮機組是適應現代煉油、石化等工藝流程要求，在變工況、極端工況與多干擾下具有高參數（高速、高壓、大流量）、高性能（高效率、工況自適應）、高可靠性（穩定、長周期運行）特征的壓縮機裝置或系統，也是國際上能源等裝備領域發展的前沿技術。其重要特征是原本相互獨立的多個轉子-軸承系統通過齒輪嚙合而相互作用，由于齒輪的嚙合效應，齒輪傳動，齒坯剛度、輪齒剛度及其嚙合剛度的時變性將改變各子系統的彎曲振動、扭轉振動，并可能激發新的彎扭耦合振動，各轉子的振動也不再相互獨立，而是相互影響、相互制約的，整個軸系成為一個不可分割的整體，使整體系統的動力學特性變得更加復雜，具有強耦合的特點。

長期以來，壓縮機行業在對此類轉子系統進行動力學設計時，普遍采用各個轉子單獨設計并且將轉子的彎曲振動與扭轉振動分割開來的設計方法，致使國內自行設計制造的某些離心壓縮機在工作中經常出現嚴重的異常振動，有的甚至發生了斷軸的惡性事故，嚴重影響生產，進而造成重大的經濟損失。只有掌握齒輪耦合多轉子系統的動力學特性，才能實現該類機組動態優化設計、故障監測與診斷。

目前國內外研究者已經開始對齒輪耦合的轉子軸承系統及各子系統的動力學特性進行研究，但是缺乏相應的模擬實驗裝置。

發明內容

為了更好地解決對五平行軸齒式壓縮機齒輪耦合的轉子軸承系統的動力學特性的實驗研究問題，本發明提出了五平行軸齒式壓縮機動力學特性模擬實驗裝置，由五平行轉子軸承系統、密封的箱體、電機、泵站、閉合油壓管路系統、軸向加載裝置、徑向加載裝置、和油壓加載系統組成；五平行轉子系統固定在密封的箱體上，并通過齒輪嚙合，電機的輸出軸與五平行轉子軸承系統輸入軸通過膜片聯軸器相連，并通過變頻器對輸入軸進行調速控制；泵站分別通過進油管和出油管與每個密封的軸承座的進油孔和出油孔連通構成閉合油壓管路系統；需要加載實驗的平行軸端伸出箱體，并在其的端點處通過鍵和鎖緊螺母固定配重盤，泵站分別通過進油管和出油管與固定在配重盤軸線上的軸向加載裝置的液壓缸連通，向平行軸施加軸向壓力；泵站分別通過進油管和出油管與固定在配重盤輪緣處的徑向加載裝置的液壓缸連通，向平行軸施加徑向壓力。

所述的箱體為金屬制成的底面為矩形，兩個相對的側面垂直于地面的立方體的密封箱體，在箱體的頂端安裝有空氣過濾器，箱體的下部，留有用于觀察油位的油標，在油標的上方安裝用于灌入潤滑油的進油口及其管堵，在靠近箱體的底部側邊上，安裝有卸油口及其端蓋；箱體的側壁有若干采用透明有機玻璃制成的窺視窗；在箱體垂直于地面的兩個相對的側壁上，對稱留有五個供水平軸穿過的圓形孔及安裝在圓形孔上的軸承座；每個軸承座靠近箱體的外側端安裝有法蘭和密封圈將箱體密封住，其中平行軸伸出箱體端的法蘭采用環形法蘭密封，平行軸不伸出箱體端的法蘭采用盲法蘭密封；每個軸承座靠近箱體的內側端的邊沿有一圈向內的軸承座臺階。每個軸承座的頂端留有通向軸承座內的軸承座進油孔，每個軸承座的底端留有通向軸承座內的軸承座出油孔。