基于小头瓦润滑EHD模型的变工况运行往复压缩机连杆动力学分析 被引量：16

1

作者 张进杰 祁桢 +3 位作者 赵岩 孙旭 王瑶 武小乂 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第3期35-41,11,共8页

针对往复压缩机采用气量调节装置进行流量调节中往复压缩机出现小头瓦磨损的问题,本文基于小头瓦润滑EHD模型,研究了往复压缩机变工况运行时连杆动力学特性。根据小头瓦变工况运行时的油膜分布状态,揭示了机组在变工况运行过程中小头瓦... 针对往复压缩机采用气量调节装置进行流量调节中往复压缩机出现小头瓦磨损的问题,本文基于小头瓦润滑EHD模型,研究了往复压缩机变工况运行时连杆动力学特性。根据小头瓦变工况运行时的油膜分布状态,揭示了机组在变工况运行过程中小头瓦易发生磨损的原因,分析了不同调节方法对小头瓦变负荷工况运行产生的影响。基于仿真数据,证明了部分行程顶开进气阀调节方法最有利于往复压缩机变负荷运行,为机组变工况运行选择最佳气量调节方法提供实际参考价值。 展开更多

关键词 往复压缩机 连杆 EHD 气量调节方法 动力学仿真

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基于多系统联合仿真的变负荷工况下往复压缩机动态特性研究 被引量：3

2

作者 张进杰 孙旭 江胜飞 《流体机械》 CSCD 北大核心 2021年第3期46-51,共6页

针对往复压缩机在气量调节工况下因多系统耦合、多参数关联导致工作模型复杂,对压缩机动态特性分析难度大的问题,本文提出了针对气量调节系统与压缩机的多系统联合仿真的建模方法,首先建立独立的调节系统各模块工作模型,利用不同模型对... 针对往复压缩机在气量调节工况下因多系统耦合、多参数关联导致工作模型复杂,对压缩机动态特性分析难度大的问题,本文提出了针对气量调节系统与压缩机的多系统联合仿真的建模方法,首先建立独立的调节系统各模块工作模型,利用不同模型对接端口完成子系统模型之间的数据交互,融合压缩机工作模型构建了变负荷工况下往复压缩机工作特性分析模型,将仿真数据与实测数据进行对比,证明了多系统联合仿真与传统仿真方式相比,能够更准确地表达变负荷工况下压缩机的动态特性。 展开更多

关键词 变负荷 往复压缩机 多系统 联合仿真

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变工况往复压缩机曲轴的模型构建与动力学分析 被引量：10

3

作者 王金铭 马茵 +2 位作者 程贵健 王瑶 江志农 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第2期28-34,96,共8页

针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力... 针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力学模型,分析了其在正常气量调节工况以及气缸级内和级间发生调节故障时整周期交变载荷的变化规律,并利用多体动力学软件刚柔耦合分析法研究了在正常与故障工况下往复压缩机曲轴的变形及强度特性。结果表明:压缩机需尽量避免在36%气量负荷以下长期运行,且级内负荷调节偏差应控制在15%范围内,级间负荷调节偏差应控制在10%,否则将致使曲轴产生较为明显的恶化。该研究结果可为同类压缩机曲轴的设计和气量调节工况运行提供参考。 展开更多

关键词 往复压缩机 曲轴 变工况 多体动力学 刚柔耦合分析

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阀片顶开位移对往复压缩机气量调节效果影响研究 被引量：8

4

作者 孙旭 程贵健 +2 位作者 李强 于铁男 张进杰 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第8期32-37,共6页

由往复压缩机部分顶开进气阀的气量调节原理可知,排气量的调节是由进气阀延迟关闭时间决定的,回流过程中的气阀通流面积将影响往复压缩机气量调节的实际效果。基于满负荷往复式压缩机工作原理建立了气量调节工况下的单级往复压缩机工作... 由往复压缩机部分顶开进气阀的气量调节原理可知,排气量的调节是由进气阀延迟关闭时间决定的,回流过程中的气阀通流面积将影响往复压缩机气量调节的实际效果。基于满负荷往复式压缩机工作原理建立了气量调节工况下的单级往复压缩机工作循环模型,模拟了气阀不同顶开间隙对应通流面积不同时的往复压缩机回流过程,获得了压缩机气缸动态压力变化规律;根据执行机构液压原理,利用AMESim液压仿真平台建立了执行机构模型,模拟执行机构工作状态,获得了不同顶开位移下的执行机构撤回运动规律。本文研究成果为气量调节工况下的气阀通流面积优化选择奠定了基础。 展开更多

关键词 往复压缩机 气阀 通流面积 气量调节 执行机构

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基于往复压缩机轴心轨迹特征的故障诊断方法研究 被引量：11

5

作者 张旭东 张进杰 茆志伟 《流体机械》 CSCD 北大核心 2021年第4期60-65,78,共7页

往复压缩机的故障诊断一直以来都是研究工作的重点问题,对其关键运动部件的监测诊断更是研究的热点之一。当往复压缩机发生运动部件磨损、撞缸等故障时,活塞杆的运行状态会发生改变,进而引起活塞杆轴心轨迹的变化。因此,提出了一种基于... 往复压缩机的故障诊断一直以来都是研究工作的重点问题,对其关键运动部件的监测诊断更是研究的热点之一。当往复压缩机发生运动部件磨损、撞缸等故障时,活塞杆的运行状态会发生改变,进而引起活塞杆轴心轨迹的变化。因此,提出了一种基于活塞杆轴心轨迹的往复压缩机智能诊断方法。首先,文章利用改进的离散点轮廓包络方法提取活塞杆轴心轨迹特征,同时提取活塞杆信号的时、频域特征;然后利用ReliefF方法计算轴心轨迹特征与时、频域特征的特征权重,选取大于各自权重均值的特征分别组成轴心轨迹敏感特征集和时频域敏感特征集;最后,提取2个特征集的Related-Similar(RS)特征,将其融合后作为BP神经网络的训练特征集训练故障诊断模型。利用往复压缩机磨损故障和撞缸故障的数据对模型进行验证,结果表明,模型能较好地识别这两种故障,并且故障恶化时的识别准确率均达到了99%以上。 展开更多

关键词 轴心轨迹 智能诊断 活塞杆 往复压缩机 特征融合

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往复压缩机流量调节装置不同运动规律下三维流场仿真研究 被引量：11

6

作者 江志农 王隽妍 +3 位作者 张进杰 李磊 孙旭 王瑶 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第1期29-36,共8页

针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规... 针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规律、压缩机内部动态压力及压缩机示功图等。研究结果表明,不同流量调节装置影响往复压缩机吸气阀撤回动作及其负荷调控效果。随着流量调节装置背压的增加,造成吸气阀阀片撤回冲击下降,同时负荷调控偏差从0.42%增大至5.31%;而复位弹簧刚度的增加,引起负荷调控偏差从11.11%下降至0.75%的同时,增加了阀片的撤回冲击。基于仿真过程及仿真结果,提出了流量调节装置优化设计方案,可为不同往复压缩机流量调节装置参数优化提供依据。 展开更多

关键词 往复压缩机 流量调节装置 CFD 三维流场

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带流量调节系统的往复式压缩机连杆轴瓦润滑特性分析 被引量：4

7

作者 王多才 王瑶 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第6期890-895,共6页

往复式压缩机采用进气流量调节系统后,会导致其连杆轴瓦磨损、烧瓦故障率上升。针对这一问题,以一台2D20的压缩机为例,对流量调节状态下的往复式压缩机连杆轴瓦润滑特性进行了研究。首先,分析了压缩机活塞运动过程中传动机构的作用力,... 往复式压缩机采用进气流量调节系统后,会导致其连杆轴瓦磨损、烧瓦故障率上升。针对这一问题,以一台2D20的压缩机为例,对流量调节状态下的往复式压缩机连杆轴瓦润滑特性进行了研究。首先,分析了压缩机活塞运动过程中传动机构的作用力,并基于压缩机热力循环过程,构建了含连杆轴瓦润滑油膜的压缩机动力学模型;然后,利用RecurDyn软件对传动机构进行了运动学和动力学仿真分析,并研究了不同流量负荷对活塞杆受力特性的影响;最后,量化分析了10%~100%流量调节负荷对于连杆轴瓦油膜润滑特性的影响。研究结果表明:相比于作用力的换向,十字头销与轴瓦水平相对位置的换向具有明显的滞后性,且在15%~40%的低流量负荷段内,十字头销和衬套组件的两侧润滑效果均有较为明显的恶化;在设备的实际运行过程中,应避免使其长期处于低调节负荷段内运行;该结果可以为设备人员进行压缩机流量优化调节提供实际的参考。 展开更多

关键词 活塞式压缩机 进气流量调节 气体力 连杆轴瓦磨损 润滑油膜 油膜润滑特性 压缩机流量调节

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往复压缩机气量调节控制失稳自愈调控方法研究 被引量：7

8

作者 江志农 周超 +3 位作者 张进杰 刘雯华 王瑶 孙旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期131-141,共11页

针对往复压缩机无级气量调节常见的调控失稳故障,构建包含压缩机、管道、缓冲罐、执行机构等部件的无级气量调节多系统耦合控制模型,仿真往复压缩机无级气量调节动态特性。以控制系统输出的脉宽调制控制信号作为输入,以压缩机各级排气... 针对往复压缩机无级气量调节常见的调控失稳故障,构建包含压缩机、管道、缓冲罐、执行机构等部件的无级气量调节多系统耦合控制模型,仿真往复压缩机无级气量调节动态特性。以控制系统输出的脉宽调制控制信号作为输入,以压缩机各级排气压力作为输出,研究执行机构动态响应和控制系统调控参数对气量调节结果影响的规律;进一步针对执行机构性能参数变化导致气量调节控制失稳的问题,利用BP神经网络构建多参数负荷动态反馈模型实现调控失稳故障诊断和故障类型识别。基于故障异常类型识别结果提出一种调控参数自适应优化补偿的自愈调控方法。试验结果表明,提出的自愈调控方法可在失稳故障发生后主动施加调控参数补偿量,使得气量调节系统恢复到正常状态,实现故障在线自愈。 展开更多

关键词 往复压缩机 调控失稳故障 自愈调控 BP神经网络

原文传递

轴承周期冲击激励下发动机薄壁支承结构响应机理研究 被引量：5

9

作者 耿斌斌 左彦飞 +3 位作者 王辰 江志农 胡明辉 贺雅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期72-78,99,共8页

燃气涡轮发动机轴承故障频发,然而,轴承故障信号经过复杂的薄壁结构传至机匣表面衰减严重,致使基于振动信号分析的轴承故障诊断难度增大。为此,从轴承故障特征产生机理出发,在薄壁支承系统固有特性分析的基础上,基于周期冲击激励与振动... 燃气涡轮发动机轴承故障频发,然而,轴承故障信号经过复杂的薄壁结构传至机匣表面衰减严重,致使基于振动信号分析的轴承故障诊断难度增大。为此,从轴承故障特征产生机理出发,在薄壁支承系统固有特性分析的基础上,基于周期冲击激励与振动响应时频域关联分析,阐释了轴承冲击激励下,复杂薄壁支承结构测点的响应特征。相关结论可以为基于共振解调的轴承故障诊断提供参考,对具有薄壁支承结构的燃气轮机轴承故障预警或诊断有一定的参考价值。 展开更多

关键词 薄壁支承结构 轴承故障 响应机理 有限元分析

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一种基于流形学习和KNN算法的柴油机工况识别方法 被引量：6

10

作者 江志农 赵南洋 +3 位作者 夏敏 赵飞松 高佳丽 张进杰 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第3期1-6,共6页

不同负荷状态下的柴油机振动、温度、转速等信号显著不同,而机组故障信号特征往往被淹没在随负荷变化而剧烈变化的信号中,因此变负荷状态下的柴油机故障监测诊断难度较大,一直困扰着柴油机的实际故障诊断工作。提出一种基于流形学习和KN... 不同负荷状态下的柴油机振动、温度、转速等信号显著不同,而机组故障信号特征往往被淹没在随负荷变化而剧烈变化的信号中,因此变负荷状态下的柴油机故障监测诊断难度较大,一直困扰着柴油机的实际故障诊断工作。提出一种基于流形学习和KNN算法的柴油机工况识别方法,为柴油机变负荷工况下故障监测预警打下基础。方法融合机组的多源信号特征构建特征向量,通过流形学习t-分布邻域嵌入算法(t-SNE)实现特征向量的维数约简和敏感特征提取,采用K最近邻分类算法(KNN)完成柴油机运行负荷状态的自动分类。正常及故障状态下多组柴油机监测数据的处理结果验证了方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 振动与波 柴油机 变负荷 流形学习 KNN 敏感特征

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一种应急柴油机启动性能监测评估方法 被引量：3

11

作者 王冠 张进杰 +1 位作者 茆志伟 江志农 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期15-20,共6页

应急柴油机是核电站最后一道安全屏障,核安全准则要求其在紧急情况下,能够在10 s内启动达到额定转速(如1 500 r/min)并具备加载条件,因此其启动性能尤为重要。启动过程中,高压空气的做功能力是启动成功的关键要素。旨在研究一种基于振... 应急柴油机是核电站最后一道安全屏障,核安全准则要求其在紧急情况下,能够在10 s内启动达到额定转速(如1 500 r/min)并具备加载条件,因此其启动性能尤为重要。启动过程中,高压空气的做功能力是启动成功的关键要素。旨在研究一种基于振动监测的高压(国内机组一般为40 bar·g)空气做功能力分析方法,进而评估启动性能。获得的大量监测数据表明:高压空气快速充入气缸会产生高频(约11 kHz)的气流激振冲击,且该冲击相位会随着转速升高而不断后移。首先结合Teager能量算子和一种自适应阈值冲击定位方法自动捕捉启动阶段每一周期各缸的高压气体冲击区域,然后提取局部冲击包络能量用于表征高压空气的做功能力,最后采用灰色评价法进行综合评估。实际测试结果验证了此方法的有效性,具有推广应用的价值。 展开更多

关键词 应急柴油机 启动性能 监测评估 振动冲击

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基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法 被引量：1

12

作者 江志农 茆志伟 +2 位作者 王子嘉 包彬彬 张进杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期912-918,925,共8页

提出了一种基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法,弥补当前仅基于热工参数进行分析的不足。基于键相和瞬时转速实现振动信号的准确整周期角域转化。提出了一种光滑程度可调的瞬态振动信号包络线提取方法,在应急柴油机启动过程的连... 提出了一种基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法,弥补当前仅基于热工参数进行分析的不足。基于键相和瞬时转速实现振动信号的准确整周期角域转化。提出了一种光滑程度可调的瞬态振动信号包络线提取方法,在应急柴油机启动过程的连续工作周期中,获得能够表征点火燃烧状态、高压启动空气冲气工作状态的特征参数,为分析机组启动特性与工作状态打下基础,并采用灰色评价法对单次启动中单缸做功能力进行了监测评估。核电现场实际测试结果验证了该方法对应急柴油机启动性能分析的有效性及推广应用的实用价值。 展开更多

关键词 应急柴油机 启动性能分析 振动监测 特征提取

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变工况下基于加权理论的气阀泄漏诊断方法研究

13

作者 张登路 周纪武 +2 位作者 王瑶 张进杰 孙旭 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期55-62,共8页

往复式压缩机是石油化工等行业中不可或缺的关键设备,而压缩机结构复杂、故障率高,其中气阀故障是其主要的故障形式之一。同时,负荷调节工况与气阀故障工况的相互耦合使得示功图变化规律更加复杂,增加了故障诊断的难度。为此,探究了变... 往复式压缩机是石油化工等行业中不可或缺的关键设备,而压缩机结构复杂、故障率高,其中气阀故障是其主要的故障形式之一。同时,负荷调节工况与气阀故障工况的相互耦合使得示功图变化规律更加复杂,增加了故障诊断的难度。为此,探究了变负荷及气阀故障工况下示功图几何特征的变化规律,提出一种针对变负荷与气阀故障耦合工况下的气阀故障诊断方法。该方法利用反向传播(BP)神经网络进行特征分类,首先分别依据示功图几何特征(包括面积、形心和形心主惯性矩等)以及灰度矩阵统计特征得到压缩机的负荷,再进一步结合故障特征判断气阀的故障类型。为提高诊断结果的准确度,将加权证据融合理论应用于故障分类过程,最终获得精准的气阀故障评估结果。基于实验台数据,对不同泄漏率的气阀故障进行实验验证,负荷预测的准确率为97.5%,气阀泄漏故障识别的准确率为96.1%。 展开更多

关键词 往复式压缩机 变负荷 示功图 气阀 故障诊断

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