隔膜压缩机缸盖密封结构受力分析及优化研究

发布时间：2017-06-16 09:02

  本文关键词：隔膜压缩机缸盖密封结构受力分析及优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：隔膜式压缩机是众多形式压缩机中的一种,因其特殊的结构,气缸不需要润滑,密封性能非常好,压缩介质不与任何润滑剂接触,因此可以压缩纯度极高的气体,一般能够达到99.999%的纯度,比较适用于压缩、输送各类珍贵的稀有气体。另外,对于腐蚀性强,有放射性、有毒、易爆的气体,也特别适宜采用隔膜式压缩机。隔膜式压缩机气缸散热良好,可采用较高的压缩比,因而它的压力范围较广,排气压力最高可达300MPa它用于食品工业、石油工业、化学工业、电子工业、核电站、航空航天、军事装备、医学、研等领域。由于工艺、制造、运输、检修和装拆内件的需要,隔膜压缩机缸盖常设计成可拆结构,可拆端必须采用高压密封装置。通常,一台隔膜压缩机的高压密封装置约占容器总重量的10%多甚至30%,而成本则相应可达15%~40%多。高压密封装置的密封性能和制造经济性的优劣,对隔膜压缩机用效果和安全生产有很大的影响。因此,高压密封装置的设计是隔膜压缩机生产和使用的一个重要问题。本文通过对江苏恒久集团所生产的G06.42-50型隔膜压缩机缸盖密封结构在仅受预紧力、理想密封状态、实际工况中三层O型密封圈皆不失效时、仅第一层O型密封圈失效和一、二两层密封圈皆失效时的受力情况进行ANSYS模拟,得出其各个构件上的应力分布及相关的应变分布情况,并理论分析其应力分布的合理性。其中缸体缸盖在受同样载荷的情况下所产生的应力载荷分布情况时不相同的,即缸体密封面和缸盖密封面各自的应力载荷分布特点,即缸体密封面总体应力载荷值相对较小、但在第一密封槽位置处应力载荷变化跨度较大,缸盖总体应力载荷值较大,但在第二密封槽位置处应力载荷变化跨度较小,三个密封槽中第一密封槽位置处相较而言应力载荷变化打且其槽底部应力分布也相对复杂,是整个密封面结构中的一个危险点,对密封的有效性有不利影响。通过三个密封槽所在两法兰密封面上径向应力载荷数据的提取,构造密封面应力分布曲线图,观察分析其规律,找出缸体、缸盖密封面及其上的三个密封槽位置处的应力分布特点,找出其中应力载荷较大或是应力变化跨度较大的部位,分析其应力在密封面径向的变化趋势,提出相应的改善意见,从而使得整个密封面上径向应力载荷分布情况得到优化让整个缸盖密封结构的密封有效性得到相应的提升。
【关键词】：有限元 密封面 O型圈 应力 密封槽
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-29
• 1.1、研究背景17-18
• 1.2、隔膜压缩机密封结构及研究现状18-27
• 1.3、研究内容和研究意义27-28
• 1.4、本章小结28-29
• 2 隔膜压缩机缸盖密封结构受力分析29-39
• 2.1、缸盖受力及大小及形式30-32
• 2.2、三层垫圈受力分析32-35
• 2.3、双头螺柱受力分析35-38
• 2.4、小结38-39
• 3 隔膜压缩机缸盖密封结构失效分析39-46
• 3.1、法兰密封结构工作原理及失效机理39-41
• 3.2、隔膜压缩机缸盖失效形式41-42
• 3.3、O型圈失效形式分析及影响42-44
• 3.4、双头螺柱的失效理论分析44-45
• 3.5、小结45-46
• 4 隔膜压缩机缸盖密封结构的ANSYS受力模拟分析46-67
• 4.1、研究对象46
• 4.2、有限元分析研究思路46
• 4.3、有限元模型46-52
• 4.4、隔膜压缩机密封结构受力ANSYS模拟分析52-65
• 4.5 小结65-67
• 5 ANSYS模拟结果数值分析67-85
• 5.1、缸体密封面应力值分析67-82
• 5.2、缸体缸盖密封面受力比较分析与探讨82-83
• 5.3、小结83-85
• 6 结论与展望85-88
• 6.1、结论85-86
• 6.2、展望86-88
• 参考文献88-93
• 作者简历93-95
• 学位论文数据集95

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