有限元仿真在螺杆压缩机应用研究

李日华，张天翼

（珠海格力智能装备有限公司，广东珠海 519000）

1 引言

螺杆压缩机具有可靠性高，操作维护方便和适应性强的特点，广泛应用于中央空调、冷冻冷藏、船用和核电等领域，在宽广的容量和工况范围内，逐渐替代其他种类压缩机[1-2]。螺杆压缩机利用一对相互啮合的阴、阳转子在壳体腔内作回转运动，实现吸气、压缩和排气3个过程，转子和壳体是螺杆压缩机重要零部件。在气体压缩的过程中，受气体力作用，转子会发生一定的形变，由于受排气周期性气体脉动和转子回转力的影响，诱发了压缩机振动和噪声响应问题，在激励源作用的情况下，可以通过振动响应计算将响应频率和激励频率偏错开，从而避免共振，降低振动。壳体在压缩机工作过程中除了承受气体压力和转子载荷外，还是压缩机振动和噪声辐射的主体，压缩机主要通过壳体结构进行传递，因此，壳体合理设计对压缩机可靠性影响至关重要。螺杆压缩机壳体结构设计既要满足强度设计要求，同时也要满足刚度设计要求，避免由于设计不合理产生共振、振动传递高等问题[3]。

有限元分析可用于结构及流体的仿真。合理运用仿真手段，可加快设计工作的进行，通过仿真结果来优化压缩机结构，确定压缩机壳体和转子结构设计的合理性，避免后期不必要的改模，降低开发成本。本文分别从结构静力学和动力学方面对螺杆压缩机壳体和转子进行有限元仿真分析。……