扭振分析（TVA）

扭振研究对曲轴、联轴器、以及齿轮进行评估，保障扭振在可接受范围内。

北塔振动专家使用经实践检验的、专利的模拟软件进行如下分析：

• 进行模态分析，通过质量弹性模型确定扭振固有频率（TNF）。
• 为所有关键的操作条件，评估扭力工作曲线。
• 进行受力响应分析，精准预测扭振和应力，并且
• 提出解决方案，保障安全的扭振系统。

北塔提供独一无二特性服务，保障更具可靠性的系统，特性服务包括：

• 使用DataMiner™ 工具以清晰的模式输出客户关心的关键问题的计算结果。
• 扭振分析与脉动和机械振动分析整合，保障优越的研究成果。
• 往复式压缩机中，判断由扭力响应引起横向机身力而带来的风险，并整合于北塔的机械振动分析，降低振动发生的可能性。

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1 背景

剧烈的扭振和共振会导致曲轴、联轴器、齿轮，附属设备等受损。下面举出一些联轴器和曲轴受损的例子。包括零件、劳动力和停产时间在内，维修成本经常突破100万美元。

在我们的分析中，超过80%的扭振系统要求在设计阶段进行系统改造，以降低故障风险。

根据系统特性和特定操作工况（扭力工作曲线）的不同，扭振也会有所不同。这些因素的任何改变，都会引起剧烈的扭振反应。

欲获取扭振分析基本介绍，我们推荐您观看以下视频短片（英文）：

更多关于培训和支持的信息，请联系北塔。 请联系北塔 。

A）电机故障                                       B）联轴器损坏                                        C）轴断裂                                   D）橡胶联轴器熔化

2 应用和提示

传动系在以下应用中，需要扭振分析:

• 往复式燃气压缩机
• 螺杆压缩机
• 柱塞泵和离心泵
• 离心式压缩机
• 发动机/发电机组

优化扭振系统设计的提示

应当在以下情况执行扭振分析:

• 所有新驱动/驱服设备系统
• 所有已更改过配置（不同气缸）、或操作状态有重大改变（压力、气缸载荷等）的压缩机。
• 更换电机（同样的框架并不代表其内部转子相同）
• 出现故障的传动系
• VFD应用

注意：建议进行现场评估，确认扭振幅度和动态应力。

• 敏感和关键系统

3 分析范围

以下范围为标准的北塔扭振研究：适用范围符合API研究，包括但不限于API610， 613， 618， 671，和684。

性能评估：

• 评估整体操作范围，精确判断最坏情况的条件。
• 包括可能的异常和启动案例。

模态分析：

• 为整个传动系生成质量弹性模型
• 计算扭力固有频率和振形

受力响应分析：

• 计算作用于系统的扭距
• 进行受力响应分析，评估扭振和动态应力等级。

扭振产生的横向激励（往复式压缩机）：

• 计算由曲轴的扭振引起的横向机架力
• 评估横向力带来的风险
• 结合北塔的机械振动分析，避免机械共振

电机的电磁效应：

• 根据电机气隙计算刚度和阻尼
• 将电磁效应包括到扭振固有频率和受迫响应计算

数据可视化和质量检查：

• 使用DataMiner™软件工具评估系统，对比可选方案；能够提供上百个工况的可视化结果
• 进行技术评审，保障模型和输入的有效性

​

DataMiner™——独特的分析工具，提供多种浏览整体结果的方式（比如，电机轴设计安全因素）。 该工具可以让客户看到分析使用的所有工况的振动风险评估。红色区域是必须避免的，否则将发生故障。黄色区域是临界问题，应当避免。每个圈都代表某个工况在某个转速下的分析结果。DataMiner是北塔为客户提供的专利性服务。

建议：

为避免扭振共振和剧烈扭振，我们经常建议以下项目的改造（其他方法恕不一一列举）：

• 联轴器类型，型号和尺寸
• 安装飞轮
• 安装调频器
• 限制工况和/或速度
• 改变轴的材料

4 其他可选服务

• 曲轴分析——如果没有曲轴的质量-弹性数据，北塔可以为您提供计算服务
• 平衡分析——可提供往复式设备不平衡力和力矩计算。若需要，可以提供更改平衡重量的建议。

• 有限元分析——针对新的曲轴设计，北塔可以进行细节性的三维应力分析。FEA

损坏曲轴——虽然进行了扭振分析，但分析中没有包括所有工况		六冲程压缩机曲轴三维有限元模型——用于为扭振分析计算质量-弹性数据

5 北塔优势

• 综合评估所有工况和异常事件——并不仅仅假设“最坏工况”。这样提升了系统可靠性，避免出现设计错误。
• 北塔的公差带分析提高了精度，减少了风险。该技术评估了由关键输入参数公差带来的风险和设计影响。北塔方法，减少了故障发生风险，避免了不必要的、昂贵的扭振解决方案开支。
• 北塔具有发动机、电机、压缩机和联轴器信息的大数据库——可以更快、更精准产生分析信息。
• 我们的系统研究方法面向整个机组，包括发动机、驱动、联轴器等。比起主要集中于研究发动机（或压缩机）的服务来说，该研究方法更全面、精准。
• 整套服务包括对扭振、脉动和机械系统的整合性分析。该服务结合了脉动和扭振分析的相互影响，并能处理扭力和由此产生的横向激励产生的振动问题。
• 专利软件工具，为您提供更精准、更快速、更高级的服务特性（Torsan™， RCA™，和DataMiner™）。
• 技术评审，提高质量控制。行业资深技术专家，直接参与您的项目，为您避免问题和错误。
• 敬业的扭振支持服务团队，为你提供快速、高效、高质量的设计。
• 现场工程师，针对扭振和应力，为您提供现场测试和验证。 

6 相关信息

• ​​扭振现场检查
• 往复式压缩机的设计挑战（英文, PDF）
• 关于扭振的详述，请见往复式压缩机的详述（英文, PDF）
• 培训课程
• 感应电动机气隙电磁效应对扭振分析的影响（英文, PDF） 
• 扭振案例研究，特别设计注意事项（英文, PDF）
• 多频驱动系统中，横向和扭转振动问题（英文, PDF）

7 相关服务

• 往复式压缩机脉动和机械分析
• 扭振现场检查

为新的曲轴设计进行3D有限元分析——在弯曲、扭转载荷下的曲轴圆角应力		为曲轴的扭转位移进行3D有限元分析预测

8 关键词

• 转子动力

更多信息

振动分析的成功要诀  •   评估压缩机的运行风险  •   往复式压缩机的设计需求  •   工况性能监测示例  •   分析需求  •