往复活塞式压缩机运行平稳性的研究

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1、往复活塞式压缩机运行平稳性的研宄及进展摘要：往复活寒式压缩机被广泛应用于压缩各种气体，控制压缩机的振动对于压缩机运行乎稳性有宥至关重要的作用。本文主要对往a活塞式压缩机产生振动的原因和改进方案的进展进行了研允和阐述。关键词：往复活塞式压缩机；振动；减振措施；1.引言压缩机是用以提高各种气体压力的一中通用机械，是机械工业中fi大而广的产品之一，在国民经济许多部门屮得到十分广泛的应用，在化工合成、煤炭、石油、建筑施工、海详工程等方面更是必不可少的动力设备，往复式压缩机还是制冷和低温系统中的关键设备之一

2、，往复式压缩机有压力和排量范围广，效率高，气量调节时压力稳定等优点，但其结构比较fi杂、易损件多、易故障件多、维修量大，一旦发生故障，将直接影响到工厂的生产活动，振动高是往复式压缩机常见问题之一&2］。2.压缩机产生振动的原因压缩机的振动分为本体的振动和管道的振动以及基础设施不平稳引起的振动，压缩机本体的振动主要由其内部不平衡惯性力及力矩引起的，管道的振动主要由管道内气体压力脉动引起，由于它们之间通常是刚性连接的，因此他们之间又是相互影响的压缩机本体和管道的振动都是在周期性变化的扰力作用下形成的，

3、属于受迫振动，其振动不仅与振力的大小有关，还与扰力振动频率有关。2.1压缩机的动力平衡往复式压缩机的运动部件是一套曲柄连杆机构，这些部件在工作时既有旋转运动，乂有往复运动，因此，往复压缩机运转中就存在两种惯性力，即曲柄旋转时产生的旋转，惯性力和活塞组件往复运动时产生的往复惯性力，连杆运动时则兼有这两种惯性力的作用［44］。惯性力周期性变化是往复式压缩机产生振动的主要原因。2.2气流脉动往复式压缩机周期性、间歇性的进、排气引起的管道A气体压力脉动所产生的气体压力波，压力波沿着气柱以声速传播，在管道转

4、弯处、阀门、盲管或截面变化处形成激振力，造成管道系统的强烈振动。引起管路振动，进一步加剧了往复式压缩机振动［3’6］。活塞式压缩机排气的周期性，造成进气管和排气管（包括级间管道）内气流脉动，使压缩机功耗增加，威胁压缩机的安全运行。2.3基础的振动由于压缩机安装时，地面不平，固定不牢，以及机组本身的动平衡性能差、安装不对中、基础及支承设计不当均会引起机组振动，带动管系振动

5、71。3.保证动平衡的系统设计3.1加装平衡块传统的方法对于单列压缩机，在曲柄相反方向距离曲轴旋转中心的适当位賈安装一块平衡质f

6、i可完全平衡旋转惯性力和部分往复惯性力。对于多列压缩机，可利用各列曲柄排列以防气缸中心线之间的夹角配置，使得各列同一瞬时的惯性力有相位差，可以起到相互平衡的作用［51。3.2动平衡系统的改进朱玉峰181力了实现最佳动平衡，采用了平衡重lAl外相结合的新型动力平衡系统，即除了按传统方法在机腔内部设置平衡重（内平衡重）外，还在飞轮轮缘内侧适当位置加装一块相当质量（外平衡重），通过内外平衡的合理匹配，以达到S佳平衡，应用功能强大的UG软件进行了优化设计，精确、快捷地确定出了旋转惯性力的大小、方向和作用线

7、位置，避免了手工计算带来的误差，最终确定出了曲轴上的平衡块（又称内平衡重）结构尺寸以及外平衡重的结构尺寸。彭宝成1~等通过对2V-6/7型空压机的动平衡中力的计算，发现原来的平衡重的质量不足，对原系统的缺陷进行了改进，为了进一步减小振动，需将平衡重尺寸进一步加大，改变了原来平衡重的扇形角度以及半径和厚度，使得机器运转平稳，减振降噪效果均显著。3.3摆杆约束型往复活塞式压缩机往笈活塞式压缩机因其活塞存在往笈运动而派生出较大的往S惯性力，是造成压缩机振动的重要的原因，影响压缩机长期运行的平稳性。R美容

8、Ulj对摆杆约束型往复活塞式压缩机的平衡力计算设计分析与传统压缩机相比，增设了一个作摆动运动的摆杆机构，所以压缩机的机构更加复杂，不仅存在活塞连杆组件的往复惯性力，还有摆杆机构的摇摆惯性力，如果用传统方法将不能有效的平衡。为了有效消除压缩机在铅垂方向的往复惯性力，可以采用过量平衡法对其进行平衡消减，新机型中过量平衡块的最佳布置方位不再恰好与压缩机的旋转质呈反向，而是布罝在与旋转质量反向位罝逆转动方向15°左右的位罝，且新机型屮的平衡块远远超过传统过量平衡法屮的过量质量。这样，可以大幅度消减铅垂方向

9、的往复惯性力，同时又不至于派生出过大的水平惯性力，有利于提高压缩机的稳定性。3.4加装隔振器王毅1121力/较少压缩机的振动对其他设备的影响，采用底撬加装隔振器的设计方法。隔振器是由弹性元件构成。压缩机常用的隔振器有橡胶剪切型隔振器、弹簧型隔振器，一般貫于机器底部与地而之间。隔振器大致分为橡胶G型隔振器、JG型橡胶剪切型隔振器、弹簧隔振器。通过计算隔振器基础的质量、隔振系数n、隔振器的刚度、隔振器的BI尼参数选择合适的隔振器，以减少设备的振动。1.气流脉动的处理脉动是活塞式压缩机的