双缸型直线压缩机非线性动力学特性分析-振动测试与诊断.pdf

第 卷第 期 振动测试与诊断 年 月 双缸型直线压缩机非线性动力学特性分析 秦朝举 高玉国 原彦鹏 宋立业 华北水利水电大学机械学院 郑州 北京理工大学机械与车辆学院 北京 摘要 为获得双气缸式直线压缩机工作过程中的活塞运动特性耦合压缩机气体作用力方程和直线电机推力方 程建立了工作过程活塞非线性动力学模型运用能量平衡原理对非线性振动方程进行了求解获得了动力学模 型的近似解析解分析了活塞运动的稳定性特点和工作过程幅频关系研究结果发现双缸型直线压缩机工作过 程具有明显的自激振动特点初始时刻压缩机运动状况不影响最终的运行结果经过一定时间后活塞运动会趋于 稳定的极限环最终达到恒频恒幅运动活塞运动频率不具有固定频率属性它不仅受到压缩机物理结构参数的 限制同时也受到电机推力和进气压力的影响随着进气压力的增加活塞运动频率增大且在高负荷状态下压缩 机活塞运动频率主要受进气压力决定 关键词 动力学非线性模型频率特性直线压缩机活塞 中图分类号 确反映系统的动力学特征为此笔者拟通过对该 引 言 非线性动力学过程进行解析计算获得直线压缩机 工作过程的活塞运动变化状况和工作频率变化从 直线压缩机作为一种电磁力驱动的新型直线混 而更准确地揭示直线压缩机的工作特性为实际样 合动力装置它利用直线电机的往复运动压缩气缸 机设计与分析提供理论依据 内的气体 与传统往复活塞式压缩机相比其最 大的特点是省去传统压缩机中的曲柄连杆机构具 基本结构与工作原理 有结构简单能量转换效率高调控方便等多种 目前研究直线压缩机普遍采用单活塞单缸式 优势 在直线压缩机动力学过程研究领域张金权 考虑到双缸型直线压缩机在功率密度方面的优势 笔者以双活塞双缸式为研究对象其基本结构如 等 利用数值求解方法计算了阻尼弹簧刚度对活 塞运动过程的影