离心式压缩机焊接机壳结构的研究与优化设计.pdf

EEquipmenquipment Manufactring Technology ,2008
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设计与计算≤≤≤≤≤≤
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离心式压缩机焊接机壳结构的研究与优化设计
李雀屏 1,2,郑涛 3,韩清凯 1
( 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳沈阳透平机械股份有限公司透平设计部
1. , 110004; 2. ,
辽宁沈阳; 沈阳水务集团有限公司,辽宁沈阳)
110142 3. 110125
摘要:以沈阳透平机械股份有限公司生产的离心压缩机为例,分析和研究离心压缩机焊接机壳的强度通过运用强度分析软
。
件对焊接机壳进行分析,从而得到压缩机机壳的外壳板端板和中分面法兰的受力情况和在外载荷作用下机壳厚度变化过程,在此基
、
础上确定机壳结构合理性,并提出相应的结构优化设计方案
。
关键词:离心式压缩机;;焊接机壳
中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ( )
TH452 A 1672- 545X 2008 12- 0078- 03
离心压缩机具有高效可靠结构紧凑及转速高等优点, 进出风口的尺寸以额定工况的容积流量和进出口法兰截面
、、。、
在能源动力及军事工业等领域发挥着极其重要的作用长期的实际直径进行计算进口容积流量为( ),法兰处进口
。。 QJ m3/h
以来,人们主要是通过改进并优化离心压缩机的主要元直径为( ),其面积为,则进口气流为:
D m F
件叶轮,来提高压缩机的性能,而忽略了对静止元件,如
——— Qj
机壳的计算和研究然而,随着研究的深入,叶轮可挖掘的潜υ= m/s (1)
。 3600F
力空间越来越小因此,人们也逐渐把目光投向机壳等静止元式中: 2 ,进口最大推荐速度,最大许用速
。 F= π D υ=30 m/s
件的研究,以期挖掘其可能存在的节能潜力,希望藉此提高机 4
度,出口最大推荐速度,最大许用速度
组的整体运行效率υ=35 m/s υ=40m/s υ=
。
笔者根据多年的设计经验,使用焊接机壳的计算公式,运 45 m/s。
进出风口厚度计算,采用薄壁容器纵截面上的正应力公
用软件,建立焊接机壳的力学模型,对焊接机壳的力
ANSYS 式,同时考虑焊接和腐蚀对应力的影响,可以按下列公式计算
学性能进行研究和分析在此基础上判断机壳的力学性能较
。进出风口的厚度:
差的部分,并对其进行加强,从而提高焊接机壳的力学性能,
实现机壳的优化设计 PD
。 t =( e +C) / (2)
2σE-
许用应力, ;
压缩机机壳尺寸计算σ——— MPa
1 焊缝系数,风口的名义直径( )时
E ——— Dn≤24"
为, ( )时为;
沈阳鼓风机集团有限公司生产的焊接机壳,都是用锻件 1 Dn>24"
管子内径, ;
和板材焊接而成的同以前的铸造机壳相比,不仅可以节约铸 De——— mm
。标定厚度, ;
模的费用,同时也缩短了制造周期 t ——— mm
。腐蚀系数,取值;
机壳进出风口计算 C ———
机壳设计压力