大型离心压缩机主轴温差拆解弯曲变形研究

作     者：吴从焰 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈健

授予年度：2017年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：弯曲变形 温差拆解 过盈连接 再制造 

摘      要：拆解是机械装备再制造的一个重要环节,它是对废旧机械产品进行再制造的前提,也是影响再制造产品质量和效益的关键因素。本文以大型离心压缩机的叶轮和主轴为研究载体,运用有限元仿真计算、回归分析等方法研究离心压缩机叶轮和主轴温差拆解过程中的主轴弯曲变形问题。本文分析了大过盈连接的叶轮和主轴在温差拆解过程中的传热机理,建立了叶轮与主轴的有限元模型,并确定了温度场计算所需的边界参数。通过有限元仿真对比分析了在叶轮上不同位置加热时的效果,确定了轮毂为最佳的加热位置。通过有限元仿真计算加热不均时的主轴弯曲变形,按正交表安排计算了不同加热时间、加热温度和主轴热膨胀系数下的主轴弯曲量,通过极差分析得到各因素对主轴弯曲量影响的主次顺序;采用回归分析建立了主轴弯曲量与加热时间、加热温度和主轴热膨胀系数之间的回归方程,并分析了各因素对主轴弯曲量的影响规律。分析了加热不均程度和叶轮与主轴的过盈量对主轴弯曲变形的影响,分析结果表明加热不均程度越大主轴弯曲程度越大,而过盈量不直接影响主轴弯曲变形。研究了在旋转加热条件下的主轴弯曲变形情况,采用依次循环的“跳格加热方式来模拟叶轮旋转加热的过程,分析了旋转加热过程中叶轮和主轴温度场的变化,分析了旋转加热时对主轴弯曲的影响,结果表明主轴几乎没有产生弯曲。