葉輪失諧特性分析與振動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、離心式壓縮機是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)和擴壓器擴壓來升高氣體壓力的裝置，在工業(yè)生產(chǎn)眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。離心葉輪是離心壓縮機的核心部件，工作過程中葉輪葉片受到由空氣壓縮產(chǎn)生的交變載荷和高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的共同作用，工作一定循環(huán)次數(shù)后，會導(dǎo)致在葉輪葉片的根部出現(xiàn)裂紋萌生和擴展情況，隨著交變載荷循環(huán)次數(shù)的增加，細微裂紋逐漸擴大，直至發(fā)生疲勞斷裂，誘發(fā)生產(chǎn)事故。葉輪的故障會直接影響壓縮機能否安全可靠穩(wěn)定的運行，開展對離心葉輪的動力特性分析與振動監(jiān)測技術(shù)研

2、究，對于保證離心壓縮機安全運行，節(jié)約維護成本，提高經(jīng)濟效益具有較大意義。本文主要研究工作如下：
　　首先，用集中質(zhì)量模型建立了離心葉輪的動力學(xué)模型，根據(jù)力學(xué)公式推導(dǎo)的方程得到了不同裂紋對應(yīng)葉片的剛度變化規(guī)律，再綜合應(yīng)用Ansys Bladegen造型模塊與Pro/E軟件建立葉輪模型，導(dǎo)入Workbench進行靜力分析得到葉片剛度參數(shù)。
　　其次，通過對離心葉輪模型的適當?shù)暮喕?，?yīng)用集中質(zhì)量模型搭建AMESim振動響應(yīng)模型，根

3、據(jù)之前有限元分析計算的剛度參數(shù)，分別模擬了不同裂紋深度和不同裂紋類型對葉片振動規(guī)律的影響，為故障監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　最后，以LabVIEW為平臺，通過對監(jiān)測軟件進行功能分析，運用葉尖計時法非接觸式測量原理進行數(shù)據(jù)采集，并對數(shù)據(jù)進行時域和頻域方面的處理與分析，設(shè)置超限報警模塊，在此基礎(chǔ)上完成了葉輪運行狀態(tài)的在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。
　　通過本文研究，給出了葉輪快速建模方法，建立了葉輪振動響應(yīng)模型，分析了裂紋對葉片振