高温高压屏蔽式电泵螺栓计算优化分析

发布时间：2020-10-10 13:48

　　 针对一种立式132kW两级屏蔽式电泵(简称高温高压屏蔽泵)转子轴头螺栓,利用Ansys Workbench进行强度分析计算,得到高温高压屏蔽泵轴头螺栓在冷、热态下Mises应力分布云图,并在原有螺栓结构的基础上进行了优化。对提高高温高压屏蔽电泵轴头螺栓寿命及整机运行安全性、可靠性,具有重要参考价值。
【部分图文】：

ｉｃ；丨ｉｏｎａｌ－轴Ｔｏ推力盘??２０２０／１／１８?１５：４７??□?Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－轴?Ｔｏ?推力盘??０＞）轴与螺栓接触设置??Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘Ｔｏ轴承??２０２０／１／１８?１５：５４??１?￣￣Ｉ?Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘?Ｔｏ?轴取??（ｄ）推力盘与轴承接触设置??图４接触设置??２．２．３网格划分??体网格划分采用四面体（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｓ?）划分??方法，全局网格控制设置最小单元尺寸为〇．?〇ｌｍ，??进行网格划分，划分结构见图５，节点数（Ｎｏｄｅｓ）??９８０〇４、单元数（Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）６６２６２。??图５网格划分结果图??２．２．４计算工况??选取合适计算工况影响到边界条件的加载，??９??

（ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ－ＰＲＯＯＦ?ＥＬＥＣＴＲＩＣ?ＭＡＣＨＩＮＥ）??２０２０年第３期??第５５卷（总第２１４＊）??轴端部缧栓止动垫片辅叶轮推力盘??图１转子轴头局部结构图??２端部螺栓计算模型建立与计算前??处理计??２．?１模型建立??本文利用ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ?２０１２进行三维模型建??立，以ｘ＿ｔ格式文件导入Ａｎｓｙｓ?ｗｏｒｋｂｅｎｃｈｌ５．?０，应??用Ｓｔａｔｉｃ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ模块对其进行网格划分、接触??设置、边界条件设置，并最终完成求解控制。??三维模型包括：推力盘、辅叶轮、轴、螺栓、下??推力轴承结构见图１，三维建模时为提高计算效??率，对模型进行了简化处理，将下推力轴承简化为??实体，同时未考虑辅叶轮的叶片圆角等特征，轴头??螺栓的圆角与螺纹等细节也全部删掉（直径按螺??纹小径选取）。??图２计算模型??２．２计算前处理??２．２．１模型合并??模型以ｘ＿ｔ格式导人ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ后，为减少计??算量，在ＤｅｓｉｇｎＭｏｄｅｌｅｒ模块中，对辅叶轮与推力??盘进行Ｂｏｏｌｅａｎ合并操作，见图２。??图３零件合并后??２．２．２接触设置??计算模型工设置四个接触对分別为，轴与推??力盘设置为摩擦接触（Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ）见图４（ａ）、轴与??螺栓拧入深度部分设置为绑定接触（Ｂｏｎｄｅｄ）见??图４（?ｂ）、辅叶轮与螺栓设置为摩擦接触（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ？??ａｌ）见图?４（ｃ）、?推力盘与轴承设置为摩擦接触??（Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ）见图?４?（ｄ）。??Ｃｏｎｔａｃｔ?Ｒｅｇｉｏｎ２??２０２０／１／１８?１５：５３??Ｕ）轴与推力盘接触设置??Ｆｒｉ

将下推力轴承简化为??实体，同时未考虑辅叶轮的叶片圆角等特征，轴头??螺栓的圆角与螺纹等细节也全部删掉（直径按螺??纹小径选取）。??图２计算模型??２．２计算前处理??２．２．１模型合并??模型以ｘ＿ｔ格式导人ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ后，为减少计??算量，在ＤｅｓｉｇｎＭｏｄｅｌｅｒ模块中，对辅叶轮与推力??盘进行Ｂｏｏｌｅａｎ合并操作，见图２。??图３零件合并后??２．２．２接触设置??计算模型工设置四个接触对分別为，轴与推??力盘设置为摩擦接触（Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ）见图４（ａ）、轴与??螺栓拧入深度部分设置为绑定接触（Ｂｏｎｄｅｄ）见??图４（?ｂ）、辅叶轮与螺栓设置为摩擦接触（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ？??ａｌ）见图?４（ｃ）、?推力盘与轴承设置为摩擦接触??（Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ）见图?４?（ｄ）。??Ｃｏｎｔａｃｔ?Ｒｅｇｉｏｎ２??２０２０／１／１８?１５：５３??Ｕ）轴与推力盘接触设置??Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘Ｔｏ螺检??２０２０／１／１８?１５：５４??Ｉ?Ｉ?Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘Ｔｏ螺检??（ｃ）辅叶轮与螺栓接触设置??Ｆｒｉｃ；丨ｉｏｎａｌ－轴Ｔｏ推力盘??２０２０／１／１８?１５：４７??□?Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－轴?Ｔｏ?推力盘??０＞）轴与螺栓接触设置??Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘Ｔｏ轴承??２０２０／１／１８?１５：５４??１?￣￣Ｉ?Ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ－推力盘?Ｔｏ?轴取??（ｄ）推力盘与轴承接触设置??图４接触设置??２．２．３网格划分??体网格划分采用四面体（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｓ?）划分??方法，全局网格控制设置最小单元尺寸为〇．?〇ｌｍ，
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