Расчет крутильных колебаний в поршневых компрессорах

В развитии компрессорных установок наблюдается тенденция к увеличению производительности при одновременном снижении массогабаритных параметров и сохранении надежности. Одним из основных способов повышения производительности поршневого компрессора является увеличение частоты вращения вала. Однако с ростом частоты возникает риск крутильных колебаний. Возникающие крутильные колебания являются источником дополнительного шума и создают динамические нагрузки, которые сокращают ресурс коленчатого вала и могут привести к его разрушению. Кроме того, выход из строя коленчатого вала может вызвать повреждение других частей компрессорной установки, таких как подшипники, шатунный узел, поршень и т. д. Также большие пики крутящих моментов могут перегружать такие компоненты, как шестерни, шлицы и муфты. Таким образом, тщательный анализ крутильных колебаний должен быть неотъемлемой частью процесса проектирования поршневого компрессора. В работе представлены основные этапы расчета крутильных колебаний в многорядном поршневом компрессоре, включая анализ собственных и вынужденных колебаний. Описаны общие правила моделирования эквивалентной крутильной системы, расчет собственных частот методом Хольцера и матричным методом собственных значений, оценка рабочих режимов компрессора с помощью диаграммы Кэмпбелла, гармонический анализ крутящего момента, а также определение амплитуд колебаний и дополнительного напряжения, вызванного крутильными колебаниями.