[发明专利]一种往复压缩机轴系扭振的测试方法及系统

说明书

本发明涉及往复压缩机技术领域，尤其涉及一种往复压缩机轴系扭振的测试方法及系统，包括以下步骤：首先基于编码器构建往复压缩机扭振测量系统，根据实时采集到的采样信号计算得到往复压缩机工作过程中的曲轴的瞬时转速动态值，其中，采样信号为编码器在往复压缩机的预设变速阶段内进行等角度间隔采样得到的脉冲信号；根据瞬时转速动态值以及相对应的曲轴转角生成角域图，并对角域图进行处理后生成包含扭振信息的瀑布图。本发明提出的一种往复压缩机轴系扭振的测试方法及系统，以解决现有的测试方法在实际应用时难于精准采集扭振信息的问题。

技术领域

本发明涉及往复压缩机技术领域，尤其涉及一种往复压缩机轴系扭振的测试方法及系统。

背景技术

往复压缩机是一种容积式压缩机，它使用由曲轴驱动的活塞来压缩、输送高压气体。扭转振动(即扭振)是物体的角度振动，在往复压缩机中，旋转曲轴驱动的十字头、活塞杆、活塞部件在实际工作中不能平稳地对转矩做出反应，会引起围绕旋转轴的扭振。压缩机轴系的扭转振动直接影响压缩机的使用寿命，扭振具有潜伏性、高破坏性和迅速性的特点，发生在轴系上的扭振没有明显表征现象，无法通过肉眼观察识别，需要专门的监测系统和相关设备才能实现监测。扭振一旦发生破坏性极大，会造成联轴器断裂、电机轴断裂和曲轴断裂等严重故障，造成极大的破坏，使得整个机组无法运行，严重时还会造成人员伤亡。因此，往复压缩机轴系扭振的测试显得尤为重要，工业应用中需要在压缩机运转过程中识别并发现扭振发生的故障根源，进而提出有效、合理的方法来控制扭振。

由于数值分析模型在柔性联轴器参数上存在一定偏差，因此较难准确预测低阶扭振模态，而往复压缩机自身对实际测试装置尺寸及安装固定要求较高。现有的测试方法如应变片测试法、压电加速度计测试法和激光测试法等方法，在现场实际应用时存在测试精度要求高、安装难度较大、测试设备复杂昂贵等问题，轴系的扭振状态信息难以准确采集。

发明内容

本发明提出一种往复压缩机轴系扭振的测试方法及系统，以解决现有的测试方法在实际应用时难于精准采集扭振信息的问题。

一方面，本发明提供一种往复压缩机轴系扭振的测试方法，包括以下步骤：

S1：根据实时采集到的采样信号计算得到往复压缩机工作过程中的曲轴的瞬时转速动态值，其中，所述采样信号为编码器在往复压缩机的预设变速阶段内进行等角度间隔采样得到的脉冲信号，所述编码器设置在往复压缩机曲轴的末端；

S2：根据瞬时转速动态值以及相对应的曲轴转角生成角域图，并对角域图进行处理后生成包含扭振信息的瀑布图。

优选的是，步骤S2包括：

对所述角域图进行插值重采样得到等时间间隔的时域图；

根据第一预设条件将时域图分成多段时域子图，并对每段时域子图均采用傅里叶变换计算得到各个阶段的频谱，并合并各个阶段的频谱生成包含扭振信息的瀑布图。

优选的是，所述第一预设条件为：按等转速增量进行分段，且保证每个时域子图具有相同的转速增量，将每个时域子图的所截取段的起始转速记为截取段的平均转速，并在每个平均转速下截取固定时间长度的信号。

优选的是，步骤S2包括：

根据第二预设条件将时域图分成多段时域子图，对每段角域子图均采用傅里叶变换计算后生成各个阶段的阶次谱。

优选的是，所述第二预设条件为：按等转速增量进行分段，保证每段角域子图具有相同的转速增量，将每个时域子图的所截取段的起始转速记为截取段的平均转速，每个平均转速下截取固定转数的信号。

另一方面，本发明还提供一种往复压缩机轴系扭振的测试系统，包括依次电连接的测试装置、信号采集模块和信号测试子系统，其中：

所述测试装置包括编码器，所述编码器设置在往复压缩机的曲轴末端，所述编码器用于在往复压缩机的预设变速阶段内进行等角度间隔采样；