螺杆压缩机壳体的设计优化研究.pdfVIP

文章编号：CAR147 螺杆压缩机壳体的设计优化 杨胜梅 朱剑 孔雪军 （江森自控楼宇设备科技（无锡）有限公司，无锡 214028 ） 摘 要 外壳体不仅是螺杆压缩机在工作过程中重要的承受内压和动载荷的部件，还是压缩机结构振动及噪声辐射的主体。 产品开发阶段，应用 ANSYS 和 SYSNOISE 软件对压缩机壳体进行分析和优化设计，可有效地控制振动、减小噪声辐射， 并提高运行可靠性。本文介绍了某型号螺杆压缩机开发过程中，铸件壳体结构的强度、刚度、动态响应和声辐射的仿真分析 及优化设计方法。 关键词 螺杆压缩机 壳体 强度 刚度 仿真分析 动态响应 声辐射 Abstract Housing of the screw compressor is not only the important component to endure the inside pressure and dynamic loads, but also the main component to present vibration and acoustic radiation. In the process of products’ development, the housing is analyzed and optimized using ANSYS and SYSNOISE, so the vibration control, noise reduction and stable operation can be realized efficiently. This paper presents the simulation and optimization method for the housing’s strength, stiffness, dynamic response and acoustic radiation of a screw compressor. Keywords Screw compressor Outer housing Strength Stiffness Simulation Dynamic response Acoustic radiation 螺杆压缩机运行的低噪声、高可靠性是当前技 试验[1]。同时，外壳体还须能够在轴承动态机械激 术发展及市场竞争条件下，各个生产厂家努力的目 励力的直接作用下，长期可靠运行。螺杆压缩机外 标。外壳体不仅是螺杆压缩机在工作过程中重要的 壳体的形状、结构复杂，解析法及传统的经验类比 承受内压和动载荷的部件，还是压缩机结构振动及 的设计方法不能全面反映结构的变形和应力分布 噪声辐射的主体。因而，必须保证螺杆压缩机外壳 情况，结构的局部形状不理想往往成为强度的薄弱 体结构设计的合理性。为获得合理的结构设计,螺 点，容易导致在试验压力下产生局部开裂破坏，或 杆压缩机壳体强度及系统振动的预测和控制就显 在长期的工作动载荷作用下产生疲劳破坏。因此， 得尤为重要。过去采用经验类比和静态设计方法， 在设计阶段，对压缩机壳体进行详细的结构有限元 难以保证壳体结构设计的合理性。随着有限元结构 分析，可以较全面地了解压缩机壳体在试验载荷和 动、静力学分析技术和边界元声学分析技术的推广 工作载荷的作用下，结构的刚度和应力分布情况， 应用，声、振预测技术，作为先进的动态、优化设 从而对设计方案进行优化。 计方法已在结构的工程设计中显示出越来越重要 的作用。本文对螺杆压缩机壳体设计中，铸件壳体 1.1 壳体承压强度 结构的强度、刚度、动态响应和声辐射的仿真分析 及优化设计方法进行了介绍。