转速波动及活塞润滑特性对空压机振动影响分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文转速波动及活塞润滑特性对空压机振动影响分析硕士研究生：李林泽指导教师：率志君副教授学科、专业：轮机工程论文主审人：黄健哲副教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文转速波动及活塞润滑特性对空压机振动影响分析硕士研究生：李林泽指导教师：率志君副教授学位级别：工学硕士学科、专业：轮机工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeof

2、M.Eng.VibrationAnalysisofAirCompressorsUnderSpeedFluctuationandPistonLubricationCharacteristicsCandidate:LiLinzeSupervisor:Prof.ShuaiZhijunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MarineEngineeringDateofSubmission:Apr.2018DateofOralExamination:Jun.2018University:HarbinEngi

3、neeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保

4、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位24个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日转速波动及活塞润滑特性对空压机振动影响分析摘要往复式压缩机具有效率高、结构紧凑、压力大的优点，广泛应用于船舶行

5、业。由于往复式空压机的工作特点，使得该类设备振动噪声大，因此，近年来围绕设备振动噪声预测已成为低噪声往复式空压机的研究难点，准确掌握振源及其影响因素是低噪声设计的关键。以往关于往复式空压机动力学分析中为简化计算，假设转速恒定且忽略活塞与缸套间油膜作用力，与实际工作情况存在偏差。为此本文以级联式空压机为研究对象，探求波动转速及活塞润滑特性对空压机振动影响研究。主要工作有：建立曲轴—连杆—活塞机构的动力学模型，通过实测空压机转速，将波动转速引入动力学分析，求解波动转速下运动部件受力，如往复惯性力、曲柄销切向力及倾覆力矩等，并与恒定转速下的受力进行对比。建立了含有消除二阶

6、不平衡力的兰彻斯特机构的轴系扭振模型，计算轴系自由振动，并与实测的轴系扭振固有频率进行对比，验证模型的准确性。将波动转速及恒定转速下曲柄连杆受力作为扭振激励，计算在分别考虑两种激励下的轴系强迫振动，并通过与实测数据对比验证计算的正确性，同时发现引起波动转速对轴系扭振计算的影响。建立活塞动力学与摩擦学耦合的数学模型，联立求解雷诺方程与牛顿力学方程，采用迭代方法求解活塞润滑油膜压力，并得到活塞实际在缸套内的运动姿态，进而得到润滑油膜对缸套的激励力特性，并与侧推力进行对比。利用ANSYS软件建立往复式空压机有限元模型，通过与实测模态对比，修正边界条件，保证有限元模型的正确

7、性。计算有限元模型的谐响应，并分别考虑激励源是否包含活塞油膜作用力的两种情况，并均与实测振动响应进行对比，由此验证计算正确性并分析引入活塞润滑特性对机体振动响应计算的影响。关键词：空压机；波动转速；扭振；活塞二阶运动；活塞润滑哈尔滨工程大学硕士学位论文转速波动及活塞润滑特性对空压机振动影响分析ABSTRACTThereciprocatingcompressorhastheadvantagesofhighefficiency,compactstructure,andhighpressure;andiswidelyusedintheshipbuildingindus