一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法技术方案

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法
本专利技术涉及机械测量领域，特别涉及一种压缩机基础支撑刚度的确定系统及方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，根据本专利技术的实施例，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；ai、bk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，ai、bk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，根据本专利技术的实施例，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；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，得到支撑组件的刚度。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；ai、bk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，ai、bk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。本专利技术实施例提供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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为支撑组件的结构图；图2为本专利技术一实施例中的动刚度曲线图；图3(a)为本专利技术另一实施例中的驱动端轴承区竖直方向的动刚度曲线；图3(b)为本专利技术另一实施例中的驱动端轴承区水平方向的动刚度曲线；图3(c)为本专利技术另一实施例中的非驱动端轴承区竖直方向的动刚度曲线；图3(d)为本专利技术另一实施例中的非驱动端轴承区水平方向的动刚度曲线；图3(e)为本专利技术另一实施例中的支腿竖直方向的动刚度曲线；图3(f)为本专利技术另一实施例中的支腿水平方向的动刚度曲线；图4为本专利技术提供的一种压缩机基础支撑刚度的确定方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。第一方面，根据本专利技术的实施例，如图1所示，提供了一种压缩机基础支撑刚度的确定系统，系统包括压缩机支撑组件、刚度检测装置和处理器，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，加速度传感器安装在压缩机支撑组件上，测量仪分别于力传感器和加速度传感器连接，力锤的敲击方向与加速度传感器的安装方向相同；测量仪用于获取加速度传感器测量的加速度值以及力传感器测量的激振力值并进行数据处理；将加速度值进行二次积分得到位移值；对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；处理器用于利用多自由度粘性阻尼系统的传递函数，得到支撑组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩机基础支撑刚度的确定系统，其特征在于，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；/n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；/n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，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。/n

【技术特征摘要】
1.一种压缩机基础支撑刚度的确定系统，其特征在于，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，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。


2.根据权利要求1所述的压缩机基础支撑刚度的确定系统，其特征在于，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；ai、bk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。


3.根据权利要求1所述的压缩机基础支撑刚度的确定方法，其特征在于，所述频响函数为其中，ω为振动频率；j为虚数单位，ai、bk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的...

【专利技术属性】
技术研发人员：太兴宇，李凯华，杨树华，肖忠会，孟继纲，王睿，王博珺，王开宇，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21