[發明專利]一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法及系統有效

申請號：	202110395332.4	申請日：	2021-04-13
公開（公告）號：	CN113236543B	公開（公告）日：	2022-06-03
發明（設計）人：	彭學院;李雪瑩;任鵬;賈曉晗	申請（專利權）人：	西安交通大學
主分類號：	F04B51/00	分類號：	F04B51/00;G01M7/02;G01M13/00
代理公司：	北京市誠輝律師事務所 11430	代理人：	朱偉軍;耿慧敏
地址：	710049 陜西省西***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種往復壓縮機軸系扭振測試方法系統
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【說明書】：

本發明涉及往復壓縮機技術領域，尤其涉及一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法及系統，包括以下步驟：首先基于編碼器構建往復壓縮機扭振測量系統，根據實時采集到的采樣信號計算得到往復壓縮機工作過程中的曲軸的瞬時轉速動態值，其中，采樣信號為編碼器在往復壓縮機的預設變速階段內進行等角度間隔采樣得到的脈沖信號；根據瞬時轉速動態值以及相對應的曲軸轉角生成角域圖，并對角域圖進行處理后生成包含扭振信息的瀑布圖。本發明提出的一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法及系統，以解決現有的測試方法在實際應用時難于精準采集扭振信息的問題。

技術領域

本發明涉及往復壓縮機技術領域，尤其涉及一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法及系統。

背景技術

往復壓縮機是一種容積式壓縮機，它使用由曲軸驅動的活塞來壓縮、輸送高壓氣體。扭轉振動(即扭振)是物體的角度振動，在往復壓縮機中，旋轉曲軸驅動的十字頭、活塞桿、活塞部件在實際工作中不能平穩地對轉矩做出反應，會引起圍繞旋轉軸的扭振。壓縮機軸系的扭轉振動直接影響壓縮機的使用壽命，扭振具有潛伏性、高破壞性和迅速性的特點，發生在軸系上的扭振沒有明顯表征現象，無法通過肉眼觀察識別，需要專門的監測系統和相關設備才能實現監測。扭振一旦發生破壞性極大，會造成聯軸器斷裂、電機軸斷裂和曲軸斷裂等嚴重故障，造成極大的破壞，使得整個機組無法運行，嚴重時還會造成人員傷亡。因此，往復壓縮機軸系扭振的測試顯得尤為重要，工業應用中需要在壓縮機運轉過程中識別并發現扭振發生的故障根源，進而提出有效、合理的方法來控制扭振。

由于數值分析模型在柔性聯軸器參數上存在一定偏差，因此較難準確預測低階扭振模態，而往復壓縮機自身對實際測試裝置尺寸及安裝固定要求較高。現有的測試方法如應變片測試法、壓電加速度計測試法和激光測試法等方法，在現場實際應用時存在測試精度要求高、安裝難度較大、測試設備復雜昂貴等問題，軸系的扭振狀態信息難以準確采集。

發明內容

本發明提出一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法及系統，以解決現有的測試方法在實際應用時難于精準采集扭振信息的問題。

一方面，本發明提供一種往復壓縮機軸系扭振的測試方法，包括以下步驟：

S1：根據實時采集到的采樣信號計算得到往復壓縮機工作過程中的曲軸的瞬時轉速動態值，其中，所述采樣信號為編碼器在往復壓縮機的預設變速階段內進行等角度間隔采樣得到的脈沖信號，所述編碼器設置在往復壓縮機曲軸的末端；

S2：根據瞬時轉速動態值以及相對應的曲軸轉角生成角域圖，并對角域圖進行處理后生成包含扭振信息的瀑布圖。

優選的是，步驟S2包括：

對所述角域圖進行插值重采樣得到等時間間隔的時域圖；

根據第一預設條件將時域圖分成多段時域子圖，并對每段時域子圖均采用傅里葉變換計算得到各個階段的頻譜，并合并各個階段的頻譜生成包含扭振信息的瀑布圖。

優選的是，所述第一預設條件為：按等轉速增量進行分段，且保證每個時域子圖具有相同的轉速增量，將每個時域子圖的所截取段的起始轉速記為截取段的平均轉速，并在每個平均轉速下截取固定時間長度的信號。

優選的是，步驟S2包括：

根據第二預設條件將時域圖分成多段時域子圖，對每段角域子圖均采用傅里葉變換計算后生成各個階段的階次譜。

優選的是，所述第二預設條件為：按等轉速增量進行分段，保證每段角域子圖具有相同的轉速增量，將每個時域子圖的所截取段的起始轉速記為截取段的平均轉速，每個平均轉速下截取固定轉數的信號。