往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法技术方案

本发明专利技术提供了往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，包括压缩机轴承载荷计算、轴承理论供油流量计算、修正轴承供油流量计算、循环油量计算，可准确计算各轴承完全润滑所需的油量，为润滑系统的设计提供最为重要的循环油流量参数，该参数的准确选取，直接关系到润滑系统中油泵、油滤器、油冷器等零件的规格选取。精确的计算可有效降低润滑系统的循环油量，设计合理的供油系统，从而降低润滑系统的生产运行成本，减少资源浪费。减少资源浪费。减少资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法


[0001]本专利技术涉及压缩机润滑系统的
，具体涉及往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法。

技术介绍

[0002]机体润滑系统是保障往复活塞式压缩机正常运转的关键系统，良好润滑可有效减少摩擦副的磨损，同时可降低零件的工作温度。往复式压缩机润滑系统主要用于润滑、冷却主轴承、曲轴轴承、连杆轴承、十字头瓦等各个轴承，一般采用循环润滑的形式：油泵将润滑油从油箱中吸油，经冷却、过滤后，再进入主油道，通过主油孔进入主轴承开始润滑主轴承，然后通过油孔进入曲轴轴承，随后润滑油流至连杆大、小头轴承，最后经过十字头滑道再流回到油箱中，完成循环。国内指导往复活塞式压缩机设计书籍《活塞式压缩机设计》对循环油量计算采用经验估算：
[0003][0004]式中N
‑
压缩机轴功率(kW)；
[0005]γ
‑
润滑油的重度(kg/L)；
[0006]c
‑
润滑油比热；
[0007]η
m
‑
压缩机机械效率0.9～0.95；
[0008]Δt
‑
润滑油温升(℃)，取：15～20℃；
[0009]上述公式对对影响润滑油流量的影响因素评价不全，由于系数选择不同计算的循环油量偏差大。
[0010]往复式压缩机润滑系统的循环油量主要取决于曲轴、连杆等各轴承所需的润滑油量，影响循环油量的主要因素包括轴径、轴承间隙、轴承载荷、供油压力、转速、轴向运动等。过少的循环油量会导致摩擦副润滑不充分，零部件磨损加重使得温度急剧升高，造成轴瓦烧蚀，使得压缩机出现故障而停机；而过多的循环油量会导致轴承端泄量增加，使轴承承载能力变差，而且还会造成了一定程度的资源浪费。由于轴承供油量以及轴承摩擦学性能影响因素的复杂性，导致准确计算润滑系统的循环油量比较困难，工程实践中往往设计人员的经验来取值，而且会选取较大的裕度，这导致机体润滑系统所选择的轴头泵和/或外置油泵的供油量要远大于理论需求的循环油量，造成系统的能量损失，从而增加了润滑系统的设计制造及生产运行成本。因此，精确分析计算润滑系统的供油量显得十分必要。

技术实现思路

[0011]本专利技术的主要目的在于提供往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，当前往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量计算公式计算偏差较大，导致润滑系统整体尺寸、能耗较大，在一定程度上造成了资源浪费。只有对润滑系统的循环油量进行准确计算，获得各轴承实际所需的供油量，才能据此对润滑系统中的油泵、油滤器、油冷器等的选型提供油流量的准确数据，提高设计的准确性和可靠性。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：包括压缩机轴承载荷计算、轴承理论供油流量计算、修正轴承供油流量计算、循环油量计算，步骤如下：
[0013]S1、分析计算压缩机各轴承的载荷特性；
[0014]S2、利用理论公式计算各轴承的理论供油量；
[0015]S3、通过等效分配法分析计算润滑油在轴瓦端泄与下一支路的油量分配，修正获得轴承两端的实际泄油量；
[0016]S4、根据循环润滑的原理，找出各轴承中理论供油量的最大值，再计入其他轴承的修正获得轴承两端的实际泄油量之和，即可获得压缩机润滑系统的循环油量，最后再校核各轴承是否满足充分润滑条件。
[0017]优选方案中，S1的具体分析计算步骤如下：
[0018]A1、根据往复式压缩机的性能计算书，获取压缩机各轴承载荷随曲轴转角的变化曲线，并获取各轴承的最大载荷；
[0019]A2、在分析计算各轴承的完全润滑油流量时，轴承载荷F选最大载荷进行计算；
[0020]A3、在难以获得性能计算书或无法知晓轴承载荷的情况下，可直接选取压缩机的最大杆载作为各轴承的载荷进行供油量的计算。
[0021]优选方案中，进入轴承的润滑油形成一层把滑动表面分开的润滑油膜，在润滑油膜中形成的压力迫使润滑油从轴承两端流出，由流体动压力造成的润滑油流量Q3为Q的一部分：
[0022][0023]ψ
eff
——轴承的有效平均相对间隙；
[0024]ωh——等效角速度；
[0025]流量系数。
[0026]优选方案中，进油压力P使多余的润滑油从轴承两端流出，进油压力产生的润滑油流量为Q
p
：
[0027][0028]ψ
eff
——轴承的有效平均相对间隙；
[0029]η
eff
——润滑油等效动力黏度；
[0030]流量系数；
[0031]往复活塞式压缩机的轴承理论润滑油流量
[0032]Q＝Q3+Q
p
。
ꢀꢀꢀ
(4)
[0033]优选方案中，往复活塞式压缩机采用循环油路，除末端十字头瓦润滑点外在每个轴承均设置有通往下一个润滑点的油孔，在供油油压P和滑动流体动压力的作用下进入轴承周向油槽的润滑油量Q将会分为两部分，一部分轴承两端泄放到曲轴箱油池内，另一部分经油孔和油道传输至下一轴承。
[0034]优选方案中，由主管路到各支管路中的流量分配与各支管路的压阻有关，压阻越大分配流量越小，对于管道而言，压阻与其直径的4次方成正比，可以将轴承与轴瓦之间两侧的间隙面积等效为直径为d
Ψ
的泄油孔面积，即：
[0035][0036]式中：
[0037]ψ——轴承相对平均；
[0038]进入轴承周向油槽的的润滑油流量Q，一部分泄放到曲轴箱，一部分进入下一个油孔，他们的分配系数为χ：
[0039]令
[0040]式中：
[0041]d
Ψ
——等效端泄孔直径；
[0042]d
o
——油孔直径；
[0043][0044]Q
f
——从轴承两端实际泄放到曲轴箱的油量。
[0045]优选方案中，找出各轴承最大的理论计算润滑油流量Q
max
，再加其余从轴承两端实际泄放到曲轴箱的油量Q
f1
,Q
f2
...，即为压缩机某一列的供油量Q
L
：
[0046]Q
L
＝Q
max
+Q
f1
+Q
f2
+...
ꢀꢀꢀ
(8)
[0047]校核分析，令进入每个轴承的供油量为Q
Ci
，i为某一列上供油线路上的轴承顺序；
[0048]Q
C1
＝Q
L
ꢀꢀꢀ
(9)
[0049]Q
Gi
＝Q
G(i
‑
1)
‑
Q
f(i
‑
1)
(i>2)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其特征是：包括压缩机轴承载荷计算、轴承理论供油流量计算、修正轴承供油流量计算、循环油量计算，步骤如下：S1、分析计算压缩机各轴承的载荷特性；S2、利用理论公式计算各轴承的理论供油量；S3、通过等效分配法分析计算润滑油在轴瓦端泄与下一支路的油量分配，修正获得轴承两端的实际泄油量；S4、根据循环润滑的原理，找出各轴承中理论供油量的最大值，再计入其他轴承的修正获得轴承两端的实际泄油量之和，即可获得压缩机润滑系统的循环油量，最后再校核各轴承是否满足充分润滑条件。2.根据权利要求1所述往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其特征是：S1的具体分析计算步骤如下：A1、根据往复式压缩机的性能计算书，获取压缩机各轴承载荷随曲轴转角的变化曲线，并获取各轴承的最大载荷；A2、在分析计算各轴承的完全润滑油流量时，轴承载荷F选最大载荷进行计算；A3、在难以获得性能计算书或无法知晓轴承载荷的情况下，可直接选取压缩机的最大杆载作为各轴承的载荷进行供油量的计算。3.根据权利要求1所述往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其特征是：进入轴承的润滑油形成一层把滑动表面分开的润滑油膜，在润滑油膜中形成的压力迫使润滑油从轴承两端流出，由流体动压力造成的润滑油流量Q3为Q的一部分：ψ
eff
——轴承的有效平均相对间隙；ωh——等效角速度；流量系数。4.根据权利要求3所述往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其特征是：进油压力P使多余的润滑油从轴承两端流出，进油压力产生的润滑油流量为Q
p
：ψ
eff
——轴承的有效平均相对间隙；η
eff
——润滑油等效动力黏度；流量系数；往复活塞式压缩机的轴承理论润滑油流量Q＝Q3+Q
p
。
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(4)5.根据权利要求1所述往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其特征是：往复活塞式压缩机采用循环油路，除末端十字头瓦润滑点外在每个轴承均设置有通往下一个润滑点的油孔，在供油油压P和滑动流体动压力的作用下进入轴承周向油槽的润滑油量Q将会分为两部分，一部分轴承两端泄放到曲轴箱油池内，另一部分经油孔和油道传输至下一轴承。6.根据权利要求5所述往复活塞式压缩机机体润滑系统循环油量的计算分析方法，其
特征是：由主管路到各支管路中的流量分配与各支管路的压阻有关，压阻越大分配流量越小，对于管道而言，压阻与其直径的4次方成正比，可以将轴承与轴瓦之间两侧的间隙面积等效为直径为d
Ψ

【专利技术属性】
技术研发人员：黄远明，闻海波，盘潇潇，王有朋，翁学英，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：