低温 bog 压缩机活塞杆运动件预紧力的研究 preload analysis of piston rod bolted joints on bog compressor in low temperature.pdfVIP

２６ 　　　　　　　　　　　　　　 ＦＬＵＩＤ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ.４４，Ｎｏ．５，２０１６ 文章编号：　１００５ －０３２９（２０１６）０５ －００２６ －０５ 低温 ＢＯＧ压缩机活塞杆运动件预紧力的研究 燕　翌 ，杨其文 ，李　云１ ２ １ （１．西安交通大学，陕西西安　７１００４９；２．中石化洛阳工程有限公司，河南洛阳　４７１００３） 摘　要：　ＢＯＧ压缩机是对ＬＮＧ储罐中蒸发出的气体进行加压的设备，其主要特点是工作在低于－１００℃的超低温下。 在如此低温下工作，压缩机的螺纹连接件预紧力状况会和常温预紧时产生很大变化。本文以ＢＯＧ压缩机活塞杆螺栓连 接为研究对象，提出了一种能预测螺栓低温预紧力变化的理论公式并进行了精度修正，通过有限元模型验证了理论公式 在计算活塞杆螺栓预紧力变化的有效性，结果表明，通过理论公式与有限元模型的对比，表明结构即使不完全符合理论 公式的要求，理论公式与有限元计算仍然较为吻合。在螺栓连接材料为３０４ 不锈钢和ＳＩＣ８１５ 合金钢组合下，常温下预 紧至６０％屈服应力的螺栓连接，在－１２５℃低温下预紧力会产生３０％的松弛。此外，本文对往复活塞力以及应力集中对 活塞杆螺栓应力状态的影响进行了分析，并以理论公式为基础，将应力集中、工作温度范围、外部静载等因素考虑在内， 提出了针对不同状况的螺栓常温预紧力取值范围，可满足较广范围螺栓连接预紧力取值的需求。 关键词：　ＢＯＧ压缩机；预紧力；预测公式 中图分类号：　ＴＨ４５　　　　文献标志码：　Ａ　　　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ －０３２９．２０１６．０５．００６ Ｐｒｅｌｏａｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆＰｉｓｔｏｎ Ｒｏｄ Ｂｏｌｔｅｄ Ｊｏｉｎｔｓ ｏｎ ＢＯＧ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｉｎ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ＹＡＮ Ｙｉ ，ＹＡＮＧ Ｑｉ-ｗｅｎ ，ＬＩ Ｙｕｎ１ ２ １ （１．Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ　７１００４９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｕｏｙａｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ＢＯＧ（Ｂｏｉｌ ＯｆｆＧａｓ）ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｓ ｔｈｅ ｇａｓ ｂｏｉｌｅｄ ｏｆｆｆｒｏｍ ｔｈｅ ＬＮＧ ｓｔｏｒａｇｅ ｔａｎｋ．Ｉｔｓ ｍａｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｉｓ ｔｈａｔ ｉｔｗｏｒｋｓｉｎｕｌｔｒａｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎ －１００℃．Ｉｎｓｕｃｈａｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｐｒｅｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｂｏｌｔｅｄｊｏｉｎｔｓｉｎＢＯＧ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｗｉｌｌ ｃｈａｎｇｅ ａｌｏｔ ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅ ｐｒｅ-ｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｂｏｌｔｅｄｊｏｉｎｔｏｎ ｐｉｓｔｏｎ ｒｏｄ ｉｓ ｔｒｅａｔｅｄａｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｌｏａｄｃｈａｎｇｅ ｉｓｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅｄｕｓｉｎｇＦｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｅｖｅｎ ｉｆｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｆｂｏｌｔｅｄｊｏｉｎｔｓｉｓｎｏｔ ｃｏｍ- ｐｌｅｔｅｌｙ ｔｙｐｉｃａｌ．Ｆｏｒｔｈｅ ｂｏｌｔｅｄｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ３０４ ＆ＳＩＣ８１５ ａｎｄ ｐｒｅ-ｔｉｇｈｔｅｎｅｄ ｔｏ６０％ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ，ｉｔｓｐｒｅｌｏａｄ ｗｉｌｌ ｌｏｓｅｍｏｒｅｔｈａｎ３０％ｉｎ －１２５℃．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｐｉｓｔｏｎｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂｏｌｔｅｄ ｊｏｉｎｔ ｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔａｋｉｎｇｔｈｅｓｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ａｓｅｔｏｆｐｒｅｌｏａｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓ