[發明專利]一種平行軸齒式壓縮機臨界負荷計算方法

有效

• 申請號: 201410536423.5
• 申請日: 2014-10-12
• 公開（公告）號: CN104405642A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 江志農;張明;馮坤;馬波;高金吉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F04C28/28
• 分類號: F04C28/28
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種平行軸齒式壓縮機臨界負荷計算方法，其特征在于，包括：

1)輸入計算平行軸齒式壓縮機臨界負荷所需要的信息，包括：平行軸齒式壓縮機各個轉軸的基本結構尺寸，各個葉輪質心位置、質量、直徑轉動慣量和極轉動慣量，各個齒輪軸的正常運行工作轉速，各齒輪的安裝角度、齒輪的安裝位置信息、節圓直徑、螺旋角及壓力角以及額定運轉功率；

2)計算平行軸齒式壓縮機各個齒輪輸出軸軸承在正常運行工作轉速條件下不同功率的動力特性參數，包括剛度系數和阻尼系數；

3)計算平行軸齒式壓縮機各個齒輪輸出軸在正常運行工作轉速條件下不同功率的1、2和3階臨界轉速；

4)使用二次多項式擬合算法擬合平行軸齒式壓縮機各個輸出軸正常運行工作轉速下不同功率的1、2和3階臨界轉速，得到各個輸出軸工作轉速下不同功率1階臨界轉速擬合函數f_C1(p)、2階臨界轉速擬合函數f_C2(p)、3階臨界轉速擬合函數f_C3(p)，p的取值范圍為：0％≤p≤100％；

5)計算平行軸齒式壓縮機各個輸出軸的1階臨界轉速擬合函數f_C1(p)的變化區間[f_C1(0),f_C1(100)]、2階臨界轉速擬合函數f_C2(p)的變化區間[f_C2(0),f_C2(100)]、3階臨界轉速擬合函數f_C3(p)的變化區間[f_C3(0),f_C3(100)]；若該輸出軸的工作轉速Rev∈[f_C1(0),f_C1(100)]或Rev∈[f_C2(0),f_C2(100)]或Rev∈[f_C3(0),f_C3(100)]，則該輸出軸存在臨界負荷，臨界負荷根據等式f_Ci(p)＝Rev計算得到，其中，i＝1或2或3；若輸出軸的工作轉速Rev∉[fC1(0),fC1(100)]]]>且Rev∉[fC2(0),fC2(100)]]]>且則該輸出軸不存在臨界負荷。

2.根據權利要求1所述的一種平行軸齒式壓縮機臨界負荷計算方法，其特征在于：所述的計算各個齒輪軸軸承的動力特性參數，根據平行軸齒式壓縮機各個輸出軸額定運轉功率P_r，計算該功率下輸出軸齒輪嚙合力并與輸出軸的重力進行矢量加和，得到當前功率下各個輸出軸齒輪嚙合處的總受力根據平行軸齒式壓縮機各個輸出軸齒輪嚙合處的總受力，調用軸承動特性計算程序，計算得到正常運行工作轉速額定運轉功率P_r下的剛度系數與阻尼系數；根據上述計算方法計算正常運行工作轉速下不同功率的剛度系數與阻尼系數，功率取值范圍p∈[0％,100％]。

3.根據權利要求1所述的一種平行軸齒式壓縮機臨界負荷計算方法，其特征在于：計算平行軸齒式壓縮機各個齒輪輸出軸的臨界轉速，根據獲得的輸出軸的基本結構尺寸建立轉子模型以及各個葉輪質心位置、質量、直徑轉動慣量和極轉動慣量，對各個轉子模型進行離散化處理，將連續的轉子構造成一系列質量塊組成的多自由度離散轉子系統，離散的各個子段的質量按照質量中心不變的原則分到兩端節點上，轉動慣量按照轉動慣量不變原則簡化到兩邊端點上，簡化后軸段的等效抗彎剛度與各個子段的抗彎剛度關系，按照純彎時兩端截面相對轉角不變求得；

根據離散化的轉子模型構建平行軸齒式壓縮機各個輸出軸轉子系統的動力學方程式中，M為質量矩陣、C為阻尼矩陣、K為剛度矩陣，x為系統的廣義坐標矢量、F為作用在系統上的廣義外力；將在正常運行工作轉速條件下計算的不同功率的剛度系數和阻尼系數帶入代入各個輸出軸轉子系統的動力學方程的剛度矩陣和阻尼矩陣后，使用傳遞矩陣法計算平行軸齒式壓縮機各個輸出軸在正常運行工作轉速條件下不同功率的1、2和3階臨界轉速。