ВИБРОИЗОЛЯТОР С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ НА ОСНОВЕ ПНЕВМОПРУЖИНЫ И ПАКЕТА ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН

Введение 2
1 Особенности работы компрессоров при перекачке нефти и газа 4
1.1 Анализ причин отказов газокомпрессоров 4
1.2 Источники и причины отказов газокомпрессоров 12
1.3 Последствия избыточных вибрационных нагрузок 16
1.4 Воздействие производственной вибрации на организм человека 18
2 Методы борьбы с вибрацией в газокомпрессорах 23
2.1 Способы снижения уровня вибрации 23
2.2 Системы вибрационной защиты оборудования 28
2.3 Использование виброизоляторов 31
3 Разработка виброизолятора с квазинулевой жесткостью 41
3.1 Постановка задачи 41
3.2 Подбор параметров виброизолятора с квазинулевой жесткостью 44
Заключение 53
Список использованных источников 55

Весь текст будет доступен после покупки

На предприятиях нефтегазовой промышленности используется большое количество различных машин, таких как насосы и компрессоры, которые являются источниками технологической вибрации. При достижении определенных значений вибрация может вызвать нарушение рабочих процессов, привести к расстройке регулирования и управления, искажению показаний приборов, к усиленному износу и поломкам машин. Статистические данные показывают, что большое число поломок и аварий в машиностроении обусловлено повышенной вибрацией, которая значительно снижает ресурс агрегатов, а также способствует быстрому износу сопряженных частей и узлов механизмов. Все эти факторы влияют на технико-экономические показатели технологического процесса. Таким образом, защита от вибрации является одной из важных проблем в нефтегазовой отрасли.
Данная работа посвящена разработке виброизолятора на основе пневмопружины и пакета тарельчатых пружин. В качестве колеблющегося агрегата выбран газокомпрессор 10ГКН, который предназначен для использования при добыче газа и нефти, а также для перекачки разнообразных газовых смесей. Последствиями вибрации турбоагрегата может быть увеличение динамических нагрузок на подшипники и опасность их повреждения, связанная с усталостными или силовыми дефектами болтов. Вибрация газокомпрессора передается на его фундамент и может вызвать его повреждения. Также отметим влияние вибрации и на человека, что в дальнейшем может привести к возникновению вибрационной болезни.
Применение систем с квазинулевой жесткостью является одним из действенных методов для гашения вибрации. Для получения желаемой силовой характеристики с квазинулевой жесткостью в качестве виброизолятора разработана конструкция, которая состоит из параллельно соединенных пневмопружины, которая обладает силовой характеристикой с положительной жесткостью, и пакета тарельчатых пружин, имеющего силовую характеристику с участком отрицательной жесткости.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Особенности работы компрессоров при перекачке нефти и газа

1.1 Анализ причин отказов газокомпрессоров

На сегодняшний день нефтяной и газовый сектор активно эксплуатирует большое количество газокомпрессоров. Поэтому важной задачей является контроль их работы и состояния для предотвращения внеплановых остановок, а также аварий.
Источниками вибрации в газоткрбинных установках являются вращающиеся детали больших габаритов, например, роторы, генераторы и турбины. Происхождения колебаний разнообразны. Их можно связать с такими факторами, как конструктивные свойства, так и с режимом работы.
В 91% случаев причиной выхода из строя является вибрация. Нарастание вибрации газокомпрессорных установок при многолетней их работе осуществляется продолжительное время и подчиняется линейному закону, затем происходит резкий скачок, который и служит причиной отказа [1-2].
Главными причинами данных отказов состоят из:
– большие силовые нагрузки на роторы;
– большие статические напряжения, влияние которых распространяется на установку, передаваясь на фундамент, газонефтепроводы и др. [3].
Различные исследования, как теоретические, так и экспериментальные, подчеркивают важность анализа колебаний для получения акуальных данных о действиях, которые происходят в агрегатах, и связаны с вращательными процессами, качением, движением между соприкасающимися деталями, а также с течением жидкостей и газов [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Гумеров, А.Г. Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций / А.Г. Гумеров, P.C. Гумеров, A.M. Акбердин. - М.: Недра, 2001 - 475 с.
2 Засецкий, В.Г. Виброзащита и повышение эксплуатационной надежности реконструируемых КС / В.Г. Засецкий, В.И. Ефанов // Газовая промышленность, 1997. - №10. - С. 58-60.
3 Лисин, Ю.В. Насосный агрегат с виброизолирующей компенсирующей системой / Ю.В. Лисин, А.Г. Гумеров, В.Г. Хангильдин, Р.Г. Исхаков, В.И. Гур-товой // Трубопроводный транспорт нефти. - 2000.- №9. - С. 2-6.
4 Валеев, А.Р. Применение системы с квазинулевой жесткостью для защиты роторных машин от вибрации / А.Р. Валеев, А.Н. Зотов, А.Ю. Тихонов // Морские интеллектуальные технологии. 2010. - №2 - С. 35-37.
5 Зотов, А.Н. Виброзащитные и ударозащитные системы, имеющие силовые характеристики с петлями гистерезиса прямоугольной формы / А.Н. Зотов, А.Ю. Тихонов, А.Р. Валеев // Известия высших учебных заведений «Горный журнал». - 2010. - №1. - С. 125- 132.
6 Гумеров, А.Г. Виброизолирующая компенсирующая система насосно-энергетических агрегатов / А.Г. Гумеров, P.C. Гумеров, Р.Г. Исхаков, Л.Ф. Нови-кова, Т.В. Хангильдин. - Уфа, 2008. - 328 с.
7 Вибрация турбоагрегата и ее последствия [Электронный ресурс]. – URL: https://studizba.com/lectures/inzhenerija/nadezhnost-raboty-turbinnogo-oborudovanija/37943-vibracija-turboagregata-i-ee-posledstvija.html (дата обращения 12.04.2024).
8 Низкочастотная вибрация [Электронный ресурс]. – URL: https://studizba.com/lectures/inzhenerija/nadezhnost-raboty-turbinnogo-oborudovanija/37945-nizkochastotnaja-vibracija.html (дата обращения 12.04.2024).
9 Борисков К. Ф. Комплексный анализ и статистика аварийных остановов газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях / К. Ф. Борисков, П. Н. Плотников // Труды второй научно-технической конференции молодых ученых Уральского энергетического института. — Екатеринбург: УрФУ, 2017. — С. 105-108.
10 Дедюхин, А. С. Диагностика неисправностей газотурбинных установок с применением вибродиагностики / А. С. Дедюхин, К. Д. Андреев // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. – 2021. – № 5-1(56). – С. 16-25. – DOI 10.24412/2500-1000-2021-5-1-16-25. – EDN XUTIXQ.

Весь текст будет доступен после покупки