超高压压缩机填料盘过盈配合过盈量设计方法

摘要

超高压压缩机是生产低密度聚乙烯的核心装置,其设计和制造还有待研究和完善。填料盘是其关键部件之一,填料盘过盈配合的过盈量是一个重要设计参数,国内还未见成熟的设计方法。为了研究如何确定过盈量,使内盘三向应力始终压缩和填料盘整体等效应力最小,建立填料盘理论模型,对填料盘的过盈量进行优化分析。理论分析可知填料盘内盘最大周向应力在排气压力下为压缩应力时,内盘即获得三向压缩应力状态;随着过盈量的增大,内盘的最大周向应力逐渐变小并由拉伸应力转变为压缩应力,而整体最大等效应力先减小再增大。对填料盘实际结构的有限元分析也得到相同的结论。理论分析推导得到排气压力下最大周向应力为零时的过盈量δ_(min)以及整体最大等效应力最小时的过盈量δ_1。分析认为过盈量的设计应当取δ_(min)和δ_1中较大的值就能满足内盘三向压缩应力状态以及整体最大等效应力最小的要求,填料盘的设计可以参考该结论。