基于ANSYS的透平压缩机转子的结构优化设计

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中图分类号：ＴＨ１３７文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１４）０１－００３２－０３
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｆｏｒＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓＲｏｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
时，离心力的变化频率将与转子固有频率相同，此时整机将产生共振。如长期在此状态下运行，转子将变形甚至折断，严重威胁设备安全运行＿１Ｊ。本研究应用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件，针对４种设
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ＤＯＩ：１０．１１８３２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－４８５８．２０１４．０１．００８
液压与气动
２０１４年第１翔
基于ＡＮＳＹＳ的透平压缩机转子的结构优化设计
ｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｔｏｒ，ｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄ，ｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ
用ＡＮＳＹＳ软件对模型进行强度分析，算得转子的应力、应变极值均低于许用值。上述研究结果表明，初步选定的设计方案满足工作要求，是一种比较合理的设计方案。关键词：转子；临界转速；有限元分析；优化设计
７８５０ｋｇ／ｍ。
ｕ２ｄｄ，
透平压缩机因其流量高、振动小、低噪声等特点，
被广泛应用于冶金、石化、装备制造等领域。其转子是整机的核心部件，由于制造装配误差及自wenku.baidu.com 影响，转子
将产生周期性变化的离心力。当转子转速达到一定值
ＷＵＪｕｎ．ＺＨＡＮＧＹｕａｎ－ｘｉａｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｕｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅ，Ｑｕｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３２４０００）
引言
率为１６７ｋＷ。图１为转子计算参数图，其中ｄ为齿轮两侧轴径，ｄ为轴承内径，ｄ为梳齿套轴径，Ａ为轴承跨距，三为梳齿套长。转子材料选用优质钢７４２４，其
弹性模量Ｅ＝２１０ＧＰａ，泊松比＝０．３，质量密度Ｐ＝
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计方案计算了转子临界转速，并根据计算要求初定了设计尺寸。在此基础上，进一步分析了关键零部件在工作状态下的应力、应变情况，根据分析结果确定最终设计方案。
吴军，张元祥
（衢州学院机械工程学院，浙江衢州３２４０００）
摘要：转子是透平压缩机的核心部件，其设计方案的合理性关乎整机质量。该研究计算了四种设计方
案的临界转速，并根据临界转速计算要求初步选定了设计方案，同时针对设计方案进一步细化计算模型，应
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｏｔｏｒｉｓａｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ．Ｉｔｓｄｅｓｉｇｎａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄｓｏｆｆｏｕｒｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄｓ，ｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎｐｌａｎｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅｉｓｒｅｉｆｎｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｉｔｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｂｙＡＮＳＹＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅ — ｓｕｉｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｏｔｏｒｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｖａｌｕｅａｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｌｌａｏｗａｂｌｅｖａｌｕｅｓ，ＳＯｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅ