[发明专利]一种平衡块组及其设计方法、装置、存储介质及处理器

权利要求书

1.一种平衡块组的设计方法，其特征在于，所述平衡块组，能够应用于涡旋压缩机；所述平衡块组，包括：主平衡块和副平衡块；所述平衡块组的设计方法，包括：

基于第一设定速度下的力平衡关系和力矩平衡关系，设计所述平衡块组的基本参数；其中，基于第一设定速度下的力平衡关系和力矩平衡关系，设计所述平衡块组的基本参数，包括：根据公式(1)，确定第一设定速度下的力平衡关系和力矩平衡关系：

其中，m_p、e_p分别为主平衡块的质量和偏心量，m_a、e_a分别为副平衡块的质量和偏心量，m_e、e_e分别为偏心部的质量和偏心量，L_p、L_a分别为主平衡块、副平衡块质心到偏心部质心的距离；结合所述平衡块组的基本构型的结构参数，以及第一设定速度下的力平衡关系和力矩平衡关系，确定所述主平衡块的质量和偏心量、以及所述副平衡块的质量和偏心量，作为所述平衡块组的基本参数；

确定所述涡旋压缩机的动盘偏心部、以及所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度；

根据所述涡旋压缩机的动盘偏心部、以及所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度，设计能够调节偏心量的所述平衡块组的构型；所述偏心量，包括：所述平衡块组的第二偏心量；

基于第二设定速度下的力平衡关系和力矩平衡关系，结合所述基本参数，设计能够调节偏心量的所述平衡块组的结构参数；所述第二设定速度，大于所述第一设定速度；

通过在考虑轴系挠度的情况下设计可调偏心量的平衡块组，利用该可调偏心量的平衡块组，在保证低速平衡条件下，同时实现高速时平衡块离心力引起的轴系挠度的大幅抑制。

2.根据权利要求1所述的平衡块组的设计方法，其特征在于，确定所述涡旋压缩机的动盘偏心部、以及所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度，包括：

根据公式(2)，将迭代的轴系挠度和该挠度下的轴承刚度相互耦合，迭代收敛计算出动盘偏心部、所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度：

u_{dis_i+1}＝u_{dis_i}+alpha*((K_shaft+K_bearing)^-1F_external-u_{dis_i}) (2)；

其中，u_{dis_i}、u_{dis_i+1}为本迭代步和下迭代步的轴系挠度，alpha为迭代松弛因子，K_shaft为转子的整体刚度矩阵，K_bearing为轴承的刚度矩阵，F_external为外载荷向量；所述平衡块组的离心力，包括：主平衡块的离心力，以及副平衡块的离心力。

3.根据权利要求2所述的平衡块组的设计方法，其特征在于，将迭代的轴系挠度和该挠度下的轴承刚度相互耦合，迭代收敛计算出动盘偏心部、所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度，包括：

输入所述涡旋压缩机的轴的结构参数、材料参数、外载荷，所述涡旋压缩机的轴承的位置及结构参数，以及计算所述轴系挠度的允许最大迭代步数、计算精度和挠度初值；

建立所述涡旋压缩机的轴的有限元模型，得到所述轴的整体刚度矩阵；根据所述轴的有限元模型和所述外载荷，得到载荷向量；并基于所述挠度初值，计算得到所述涡旋压缩机的滑动轴承刚度初值；

耦合所述轴的整体刚度阵和滑动轴承刚度初值，形成系统刚度阵；对所述系统刚度阵和所述载荷向量进行非线性迭代前的处理，得到所述轴的挠度；

在所述允许最大迭代步数内，若所述轴的挠度达到所述计算精度，则输出所述轴的挠度、各轴承刚度和阻尼迭代次数，以确定所述动盘偏心部、所述平衡块组的离心力引起的轴系挠度。