离心压缩机叶轮动应力测试实验台设计研究

摘要

随着石油化工产业的发展，离心压缩机的设计向大流量、高压比发展，这样的设计提升了平均应力水平却减弱了压缩机叶片承受动态应力的能力，离心压缩机叶轮叶片在整机运行的过程中会出现疲劳断裂事故，国内外企业大多受此事故困扰，造成工厂设备运行的长时间中断，带来生产效益下降和经济亏损。如何高效地实现叶轮动态应力计算，对提高压缩机产品可靠性具有重大的意义。 本文面向离心压缩机产品的强度校核和可靠性分析的关键技术问题，规划和设计离心压缩机动应力测试实验台，利用相似理论估算叶轮外特性，然后选取模型级叶轮。根据模型级叶轮的尺寸设计叶轮转轴并选取叶轮的固定方式，通过滑环实现旋转机械的信号传输，通过连接动态应变采集仪采集应力信号，从而对应力信号进行分析。本文主要的研究内容有： （1）规划实验台的主要功能，根据动应力测试方案提出实验台的详细设计方案，主要考虑叶轮与轴的连接方式、转轴的设计及强度校核、轴系部件的加工和装配。 （2）考虑信号传输精度的控制、滑环的安装固定方式、滑环导线与叶轮表面的粘贴方式及滑环导线与应变片之间的连接方式。综合评估滑环对噪声信号的灵敏度及整个台架的振动对于转子与定子之间同心度之间的影响。 （3）考虑动应力信号的采集方式，主要解决动态应力采集仪的数据控制问题，通过调整软件参数及合理设置初始化对所要测试的动态应力信号进行监控。结合噪声的产生及滑环性能的评估对采集到的应力信号进行适当的校准。

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