超高压压缩机填料盘结构复杂并承受很高的压力脉动,填料盘润滑油孔附近会产生明显的应力集中,需要自增强处理来得到良好的预应力状态。本文通过建立填料盘三维有限元模型,利用ANSYS双线性随动强化模型模拟自增强处理过程,分析自增强前后润滑油孔对填料盘等效应力分布、等效对称循环载荷、周向应力分布的影响,定量分析对润滑油孔施加自增强的必要性,得到自增强压力推荐范围。 超高压压缩机是生产高压低密度聚乙烯的核心设备。压缩机排气压力最高可达310MPa，压缩机运行时，压缩腔内气体压力在吸排气压力范围内波动。填料盘承受极为苛刻的工作条件，尤其是压力脉动非常大，是超高压压缩机的易损部件。油孔自增强的研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港倒角机液压倒角机填料密封泄漏导致的停车占超高压压缩机故障停车的85%，而润滑油孔处开裂是填料盘典型的失效形式之一［1］，如图1所示。超高压压缩机填料盘通常采用双层缩套结构，以有效利用材料，自增强处理对润滑油孔受力的改善。4．1填料盘Mises等效应力分析为分析润滑油孔对填料盘应力分布的影响，提取未经自增强处理时填料盘在排气压力下的Mises等效应力分布如图3所示。可知油孔周围应力集中明显，这样只有部分材料处于高应力状态，不利于材料的合理利用。图3填料盘在排气压力下的Mises等效应力为定量研究自增强对应力分布的改善，建立如图3中箭头所示路径，提取不同自增强压力下沿该路径的等效应力分布如图4所示。图4不同自增强压力下径向等效应力分布未自增强时，孔内壁等效应力为402．6MPa，自增强压力为1000MPa时本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/，该值降为280．2MPa;自增强压力大于1050MPa时，等效应力沿壁厚的最大值已无明显降低。无自增强时，沿壁厚方向的最大应力与最小应力的比值为402．6MPa/193．9MPa=2．08;自增强压力为1050MPa时，该比值下降为了250．8MPa/196．1MPa=1．28，说明应力分布更均匀。4．2等效对称循环载荷分析根据文献［2～4］，采用Goodman曲线修正的疲劳极限图分析吸气和排气状态下填料盘的疲劳寿命，如图5所示。图5Goodman疲劳极限考虑油孔周期应力由平均应力σm和应力幅值σa组成，与吸气和排气相关的应力状况可根据VonMises准则简化为等效平均应力σm，eqv和等效应力幅σa，σa，1)2］1/2/槡2(2)由Goodman图得到等效对称循环载荷Sa:Sa=σa，eqvσs/(σs－σm，eqv)(3)填料盘材料的应力使应力分布更加均匀。填料盘上开设轴向润滑油孔，为填料盘和柱塞进行润滑。图1填料盘润滑油孔开裂文献［2］指出润滑油孔的存在及其引起的应力集中会对填料盘的疲劳强度产生剧烈影响，需2015年第43卷第11期流体机械油孔自增强的研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港倒角机液压倒角机本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/