铝合金过滤器卡箍式快开端盖设计与安全评定

• 作 者: 唐涛
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 过滤器 快开端盖 铝合金 轻量化 有限元

随着卡箍式快开过滤器在工业生产中得到大量应用，市场竞争越来越激烈，过滤器的成本受到越来越多的重视，轻量化已成为降低成本，提高产品市场竞争力的重要手段。采用铝合金替代钢材来减轻过滤器的重量，得到越来越多的关注和应用。卡箍式快开端盖是过滤器关键的承压部件，本文以它作为研究对象，进行铝合金替代钢材实现过滤器轻量化的研究。首先，根据不锈钢304卡箍式快开端盖的结构特点，使用ANSYS软件建立简化的有限元接触分析模型，研究各组件应力的起因和分布规律。通过路径分析校核快开端盖的强度,运用回转壳体的“无矩理论”对模拟结果进行初步检查，并进行了物理实验验证其次，根据快开端盖结构特点和使用要求，依据“等强度”原理选取铝合金5083和7075作为替代材料。通过拉伸实验获得铝合金5083和7075在设计温度下基本的力学性能，获得两种铝合金材料的设计许用应力。卡箍的几何尺寸保持不变，对椭圆封头和筒体的厚度进行计算，设计了3种尺寸规格的铝合金卡箍式快开端盖。再次，使用ANSYS有限元模拟软件，对3种尺寸规格的铝合金卡箍式快开端盖进行应力分析和强度校核，结果表明采用铝合金5083和7075替代304是可行的。通过减重效果的对比分析，确定了铝合金卡箍式快开端盖结构的最终尺寸。最后，通过对两种材料的卡箍式快开端盖的材料成本、使用性和安全性等方面的分析比较，显示出铝合金替代不锈钢304具有较大的经济优势。