R12自30年代問世以來，因具有優良的性能，一直被廣泛地用于制冷空調行業。然而，由于其對高空臭氧層有破壞作用，它的替代問題就成為十分迫切的研究課題。R22是現有工質中應用廣泛、對臭氧層危害較小的工質(ODP=0.05)，從經濟性、實用性及技術成熟程度來考慮，是一種在短期內可以替代R12的過渡性工質。然而用R22替代R12至少要注意四個問題，(1)R22的飽和蒸汽壓比R12高出60，必須考慮制冷系統與制冷壓縮機的強度問題，(2)R22的絕熱指數大于R12，在相同工況下，排氣溫度要比R12高，(3)R22單位壓縮功比R12大，對于原來使用R12的壓縮機，電機功率要相應增大40%左右，(4)R22與潤滑油僅部份互溶，油與R 22會分層，應防止開車時油泵吸不上油，其中強度問題則是主要的。
      本研究是從保證安全的角度出發，探討壓縮機改用R22時的強度分析問題。該壓縮機機體材料為HT200，結構如圖所示。它由上部的氣缸座與下部的曲軸箱組成。從機體結構看，機體的上部與四周側壁主要是法蘭結構，壁比較厚，強度與剛性都比較好。底部雖有筋條加強，但筋條的A-A截面較小，當機體受壓后，很可能先被拉斷，一旦A-A截面斷裂，底板就淪為周邊固支、受均布壓力作用的平板，受力情況較差。使用R22時，由于壓力提高，機體有可能在底板處發生爆破。為了防止發生這種情況，進行了應力測試、耐壓試驗與氣密試驗。
      箱體用電阻應變法測量應力，為了測試底板中部及側壁周邊的應力，在箱體外壁相應處貼了應變片或應變花。為了觀察內壁底板中部及筋條A-A截面處的應力，也貼了兩個應變花，用漆包線從箱體內引出，引線采用強力膠密封，布片情況如圖所示。   箱體用液壓進行應力測試，考慮到內部貼片的絕緣性能，采用20號機械油。箱體材料為HT200，拉伸強度限240MPa，彎曲強度限440MPa，彈性模量E=157GPa，泊桑系數u=0.25。試驗按GB10875-89標誰進行。當制冷劑為R12時，試驗壓力為1.8MPa，使用R22時，試驗壓力為2.7MPa。按R22的要求，分別在壓力為1.3，1.6，1.9，2.2，2.5，2.7MPa下逐一測試，以考察箱體在升壓過程中應力變化情況及最大承受壓力，為了檢驗承受氣壓的密封性與安全性，進行了氣密試驗。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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