[发明专利]一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法

说明书

本发明公开了一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法，利用多自由度粘性阻尼系统的传递函数，得到压缩机支撑组件的频响函数，然后对频响函数的参数进行调整，使得到的目标动刚度曲线低频区间单调递减且平滑连续，并在预设的频率区间内与实测动刚度曲线的误差在预设的范围内，根据目标动刚度曲线就可以得到全频区间内的动刚度及静刚度，能准确反应压缩机支撑组件的支撑状态。

技术领域

本发明涉及机械测量领域，特别涉及一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法。

背景技术

动刚度是指在动态条件下力的变化与位移的变化之比。而由于基础支撑系统往往比较复杂，建模比较困难，所以在针对某一部件的振动特性进行研究时，可以通过使用支承动刚度来代替基础支撑系统，这样，不仅使模型真实可信，而且大大提高了计算的效率。

压缩机的基础支撑系统为轴承以外的所有支撑部件，其中包括轴承箱、压缩机机壳以及基础等，结构复杂，仿真建模很难进行，并且，仿真分析不能反映出系统的真实支撑状态。因此常常采用测试的方法来得到基础支撑的动刚度。比较常用的测试方法有激振法和敲击法。相比于激振法，锤击法设备更简便，更利于弹性基础的动态测试。传统的锤击测试方法只能得到目标一阶固有频率之后的动刚度曲线，对0到目标一阶固有频率这一低频段曲线数据是失真的。对于压缩机来说，由于其基础支撑系统的固有频率往往比较高，压缩机运行转速区间通常会落在低频区。因此只采用测试方法无法得到低频区的动刚度及静刚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法，在简便高效地得到系统动刚度的同时，解决利用传统的测试方法无法得到低频区的动刚度和静刚度的问题。

第一方面，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机基础支撑刚度的确定系统，所述系统包括压缩机支撑组件、刚度检测装置和处理器，所述刚度检测装置包括安装有力传感器的力锤、加速度传感器和测量仪，所述加速度传感器安装在所述压缩机支撑组件上，所述测量仪分别于所述力传感器和加速度传感器连接，所述力锤的敲击方向与加速度传感器的安装方向相同；

所述测量仪用于获取所述加速度传感器测量的加速度值以及所述力传感器测量的激振力值并进行数据处理；将所述加速度值进行二次积分得到位移值；对所述位移值和激振力值进行频响函数分析，得到支撑组件的实测动刚度曲线；

所述处理器用于利用多自由度粘性阻尼系统的传递函数，得到所述支撑组件的频响函数；对所述频响函数的参数进行调整，得到目标动刚度曲线，所述目标动刚度曲线在低频区间单调递减且平滑连续，并在预设的频率区间内与实测动刚度曲线的误差在预设的范围内，所述预设的频率区间为包含目标一阶固有频率且至少包含部分低频区间之外其他频率的频率区间；所述低频区间为0到目标一阶固有频率的频率区间；根据所述目标动刚度曲线，得到所述支撑组件的动刚度表达式和静刚度值。

具体地，所述多自由度粘性阻尼系统的传递函数为其中，s为复变量；a_i、b_k为预设系数且为有理数，i＝1、2、3……n，k＝1、2、3……m；m和n为阶次，m≥n且m和n为正整数。

具体地，所述频响函数为其中，ω为振动频率；j为虚数单位，a_i、b_k为预设系数且为有理数，i＝1、2、3……n，k＝1、2、3……m-1；m和n为阶次，m≥n且m为所述预设的频率区间中固有频率总数的2倍，所述预设的频率区间为包含目标一阶固有频率且至少包含部分低频区间之外其他频率的频率区间。

具体地，所述目标动刚度曲线在低频区间满足单调递减且平滑连续的条件为H′0，其中，H′为所述频响函数在低频区间内的一阶导数。

第二方面，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机基础支撑刚度的确定方法，包括：

获取由刚度检测装置得到的实测动刚度曲线；

利用多自由度粘性阻尼系统的传递函数，得到支撑组件的频响函数；