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 HUANG Zhiqiang;WANG Jie;LI Tao;LI Gang;WANG Shuo;MU Dequan

作者机构：西南石油大学机电工程学院成都610500 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2025年第47卷第1期

页      面：20-30页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：四川省科技计划项目(22GJHZ0284) 南充市与西南石油大学科技战略合作专项基金项目(SXHZ048) 

主　　题：往复压缩机 碰撞间隙 油膜间隙 刚柔耦合 曲轴扭振 共振 

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。