【正文】 容積對(duì)應(yīng)由大到小變化，如圖中90度， 180 度， 270 度位置的情況所示。 渦旋壓縮機(jī)的工作原理 渦旋壓縮機(jī)由動(dòng)渦旋盤、靜渦旋盤、機(jī)體、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、偏心軸等零部件組成。日、韓兩國(guó)在該領(lǐng)域研發(fā)方面也有不錯(cuò)的發(fā)展，其中日本有三電、日立、松下、豐田、三菱重工、大金等具實(shí)力的研發(fā)廠商，而韓國(guó) 主要是三星和 LG 在大量研制渦旋壓縮機(jī)?？死固岢龅墓ぷ髟砭褪菧u盤型線為圓漸開線型線，動(dòng)渦盤公轉(zhuǎn)平動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，渦旋齒頂部帶有密封裝置。 為了實(shí)現(xiàn)卓越的運(yùn)營(yíng)效率和 提高 可靠性 ， 渦旋壓縮機(jī) 的壓縮室被注入了 水 。因若干關(guān)鍵技術(shù)逐步得到解 決，于 80 年代初就推出了空調(diào)用渦旋壓縮機(jī)的系列產(chǎn)品。 通過(guò)以上設(shè) 計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程，最終得到了渦旋壓縮機(jī)。 為了獲得無(wú)油的空氣，石 油 在渦旋壓縮機(jī)的工作腔 是 被 嚴(yán)格禁止 的 。所以它對(duì) 發(fā)展無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī) 是 很重要（鈧）。 關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機(jī)，動(dòng)渦盤，靜渦盤，偏心軸 ,密封，性能，結(jié)構(gòu)，水。這些產(chǎn)品與相同容量的往復(fù)式壓縮機(jī)相比，體積小 40%，重量輕 15%，零件數(shù)減少 85%，效率提高10%，扭距變化幅度小 90%，噪音降低 5db（ A） . 在供暖、空調(diào)與制冷應(yīng)用中，主要的能量都耗在壓縮機(jī)上，高效壓縮機(jī)對(duì)美國(guó)市場(chǎng)已成為頭等重要因素。渦旋壓縮機(jī)中潤(rùn)滑油效率的提高將可以 密封固定 軸與 繞卷軸之間的 空隙 。由于加工渦旋型線需要相當(dāng)精密的設(shè)備和工藝技術(shù)，而 當(dāng)時(shí)的加工設(shè)備和技術(shù)條件很落后，因此在此之后近半個(gè)世紀(jì)，此項(xiàng)理論研究成果一直未獲得突破性的發(fā)展。中國(guó)雖然著手這個(gè)領(lǐng)域較晚，但是這些年發(fā)展飛速。動(dòng)渦旋和靜渦旋的結(jié)構(gòu)十分相似，都是由端板和端板上伸出的渦旋齒所組成，在工作中一渦旋盤靜止不動(dòng)，稱為靜渦旋盤，而另一渦盤作公轉(zhuǎn)平動(dòng)，稱之為動(dòng)渦旋盤。從而實(shí)現(xiàn)封閉工作腔容積的周期性變化，被封閉的氣體受到壓縮，氣體壓力逐漸升高，實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過(guò)程。 渦旋空氣壓縮機(jī)的品種和規(guī)格較多，排氣量主要集中在 ~ 3m / min 之間，主要是動(dòng)力用渦旋空氣壓縮機(jī)。自轉(zhuǎn)型渦旋式真空泵的渦圈之間，密封線的位置和方向始終不變，這樣，通過(guò)調(diào)節(jié)渦盤徑向的作用力，達(dá)到更好的徑向密封效果。減少氣體的泄露，減少機(jī)械摩擦損失，從而提高渦旋壓縮機(jī)的工作效率和可靠性； （ 7）加強(qiáng)對(duì)實(shí)際運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)研究，建 立起關(guān)于渦旋壓縮機(jī)理論和實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)發(fā)展的統(tǒng)一體系； （ 8）建立包括壓縮機(jī)油冷卻、供油、電機(jī)等外部系統(tǒng)在內(nèi)的模塊化數(shù)學(xué)模型，使之具有通用性，并在原有基礎(chǔ)上強(qiáng)化對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)部熱力學(xué)特性、動(dòng)力學(xué)特性的研究，更完善地分析壓縮機(jī)各種運(yùn)行工況下的工作過(guò)程； （ 9）通過(guò)對(duì)渦旋機(jī)械工作過(guò)程的研究及其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新的材料與新的機(jī)構(gòu)來(lái)減少機(jī)械摩擦損失、氣體泄漏損失、傳熱損失和氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機(jī)的工作效率和工作可靠性。其動(dòng)渦盤的運(yùn)動(dòng)是在偏心軸的直線驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的，這一點(diǎn)又與旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)相同。三對(duì)容積腔分別用①②③來(lái)表示，依次表示中心壓縮腔（排氣腔）、第二壓縮腔、第三壓縮腔。②和①并不存在吸氣過(guò)程，只是在幾何關(guān)系上按 2π為一循環(huán)劃分時(shí)，分割為不 壓縮腔而已。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，易加工，可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)支撐，減少磨損。 渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 渦旋壓縮機(jī)在因其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)： ①多個(gè)壓縮腔同時(shí)工作，相鄰壓縮腔的氣體壓差小，氣體泄漏量小，容積效率高，可達(dá) 90%~98% 。與變頻系統(tǒng)存在制冷量階梯相比，數(shù)碼渦旋系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何一點(diǎn)的冷量要求； ②在任何負(fù)荷點(diǎn)都具備出色的除濕性能 在低負(fù)荷范圍使室內(nèi)達(dá)到濕度 70%以下的舒適要求； ③低噪音與低振動(dòng)，壓縮機(jī)保持恒速運(yùn)行，避免產(chǎn)生高頻噪音與振動(dòng)； ④極高的可靠性：通過(guò)谷輪公司極其嚴(yán)格的測(cè)試條件，并保證15 年以上運(yùn)行壽命； ⑤極佳的回油特性，壓縮機(jī)定速運(yùn)行，即使在小負(fù)荷冷量時(shí)也 無(wú)回油問(wèn)題，并保證系統(tǒng)可以配備長(zhǎng)聯(lián)管； ⑥極其簡(jiǎn) 單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不需要制冷劑熱氣旁通，不需要制冷劑液體旁通，不需要油分離器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，更可靠； ⑦無(wú)電磁兼容問(wèn)題。擴(kuò)寬應(yīng)用范圍和適用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化。 1981 年 ，日本三菱重工推出了 用于汽車空調(diào)的渦旋壓縮機(jī)。 縱觀國(guó)內(nèi)外渦旋式壓縮機(jī)的研究發(fā)展現(xiàn) 狀、生產(chǎn)水平、以及市場(chǎng)的需求趨勢(shì)，今后的一段時(shí)間內(nèi)，有關(guān)渦旋壓縮機(jī)研究動(dòng)向可歸納為： 1）降低生產(chǎn)制造成本被列為研究工作的首要任務(wù)之一。立式全封閉低壓殼體腔渦旋壓縮機(jī)在制冷與空調(diào)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 基圓半徑 mmPa 2232 ??? ?? 因節(jié)距 P 由基圓半徑?jīng)Q定則重取 mma ? ,得到 mmP 23? 。54`) ，內(nèi)徑為45mm ，外徑為 88mm,該扇形中每隔 40176。 則小平衡鐵總重為： m2= ? ? 322 107][ ????????? = 確定渦旋壓縮機(jī)各重要零件的結(jié)構(gòu)尺寸 動(dòng)渦盤 利用基圓繪制漸開線渦盤得到最大外徑尺寸為Φ 192mm，取動(dòng)渦盤外徑尺寸為Φ 210mm，渦旋體高 45mm，考慮到十字環(huán)的鍵槽深 5mm，取渦旋底盤厚 15mm，本設(shè)計(jì)采用的主軸形式為曲柄銷式，因此動(dòng)渦盤上需有與曲柄銷配合的凸臺(tái)，取其尺寸內(nèi)徑Φ50mm ，外徑Φ70mm ，高40mm 。 圖 主軸 ①主軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定 主軸的材料選用渦旋壓縮機(jī)常采用的主軸材料 40Cr。 ③一對(duì)嚙合點(diǎn)相嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)所在漩渦型面的切向平行，并且與通過(guò)渦旋型線特征性狀幾何中心之間連線方向相垂直。因?yàn)閳A弧曲線是共軛曲線，因此，在漸開線的氣勢(shì)段用圓弧曲線進(jìn)行修正是合適的。十字聯(lián)接環(huán)上兩對(duì)凸臺(tái)分別與支架體和動(dòng)渦盤可滑動(dòng)槽連，如圖 41。一般情況下，滾珠的個(gè)數(shù)以 820 個(gè) 為宜，如圖 42。 ④小曲柄銷 結(jié)構(gòu)：小曲柄銷的軸頭部分位于支架上的軸孔中 ,曲柄銷位于動(dòng)渦盤的曲柄銷孔中 ,同時(shí)使用的小曲柄銷有 l3 個(gè) ,最常見的布置方式為圓周均布型。軸承是渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分。由于是滑動(dòng)接觸，所以造成的功耗是比較小的。采用聚四氟乙烯材料時(shí)密封條采用整體結(jié)構(gòu)。學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，明白了有針對(duì)性的學(xué)習(xí)更有效率。 因所學(xué)知識(shí)以及參考資料有限，外加設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，本次設(shè)計(jì)或多或少存在一些缺點(diǎn)與不足。 高壓渦旋壓縮機(jī)主要靠壓差供油，即潤(rùn)滑油在壓縮氣體的一定壓差下，從油池將潤(rùn)滑油壓入背壓腔，到達(dá)各個(gè)接觸表面，達(dá)到潤(rùn)滑目的。 ②在 tpRor ?2?時(shí)，徑向間隙值很大，渦旋壓縮機(jī)工作時(shí)，沿徑向間隙的切向氣體泄漏量明顯增加，容積效率下降，排氣溫度提高，渦旋壓縮機(jī)也不能正常工作。 壓縮機(jī)的性能 壓縮機(jī)能否得到高的工作性能，在很大程度上取決于密封及潤(rùn)滑的有效性。由此 ,偏心主軸與小曲柄銷構(gòu)成了一個(gè)平面連桿機(jī)構(gòu) ,從而限制了動(dòng)渦盤的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 原理：當(dāng)動(dòng)渦旋體平動(dòng)時(shí)，銷在孔內(nèi)平動(dòng)，回轉(zhuǎn)半徑 R。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，易裝配，體積小，但是易磨損。 圓弧修正后渦旋壓縮機(jī)的特點(diǎn) 充分減少了漸開線起始段構(gòu)成的無(wú)用容積，即無(wú)修 正時(shí)形成 的余隙容 積。 阿基米德線 阿基米德線特征 根據(jù)漸開線的形成的過(guò)程，可知漸開線具有下列特征： ①發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過(guò)的圓弧長(zhǎng)度； ②因發(fā)生線 Bk 即為漸開線在點(diǎn) k 的法線。 40Cr 材料的 1100?A ,主軸設(shè)有φ 5mm 通油孔，為空心軸，取β= 則主軸的最小軸徑 mmn PAd )(2840 )1( 43430 ?????? ?。具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖 21。 根據(jù)電子計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果 及有關(guān)計(jì)算得 S平 = 平衡鐵的厚度 h平為： h 平 = （距離靠軸承部分的端板為 ） 則挖去的配重為 G 平 =[ + （ + ） 1] （ 2）動(dòng)平衡 1．確定動(dòng)盤的重心 通過(guò)合成法求得動(dòng)盤的總重為 重心距齒端的距離為 . 2. 確定第一部分 3. （動(dòng)渦旋、軸承、偏心軸）的重量及重心 軸承質(zhì)量： 221g 重心距原點(diǎn)位置 F= 偏心軸： 重心距原點(diǎn)位置 86+236/2=70 F= 則作為第一部分（動(dòng)渦旋、軸承、偏心軸）的重量為： +221+= 重心 距齒端距離為 （ ++） /= 4. 離心慣性力和慣性力矩的平衡 ma, m1, m11,m2, ror， r1, r11,r2,分別為第一部分，平衡鐵Ⅰ1，平衡鐵Ⅰ 11，平衡鐵Ⅱ的重量和偏心距。 ???????? ? 考慮泄漏等因素的儲(chǔ)備因數(shù) ,對(duì)于渦旋壓縮機(jī) , 其泄漏系數(shù)λ應(yīng)不大于 8% %8%%10039。當(dāng)吸氣管道中的氣體帶有液滴時(shí)，不會(huì)直接導(dǎo)致壓縮腔液擊。 2）通過(guò)壓縮過(guò)程模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)、采用新的材料與新的機(jī)構(gòu)來(lái)減少機(jī)械摩擦損失、氣體泄漏損失、傳熱損失和氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機(jī)的工作效率和工作可靠性。從此，對(duì)渦漩式壓縮機(jī)的研究開發(fā)就成為壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。 展 渦旋壓縮機(jī)械的構(gòu)思，是本世紀(jì)初期法國(guó)工程師克拉斯提出的，并與 1905 年取得美國(guó)專利權(quán)。 ⑧數(shù)碼渦旋壓縮機(jī) Copeland Digital Scroll 可以全方位滿足以下系統(tǒng)應(yīng)用：?jiǎn)握舭l(fā)器多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)管送風(fēng)系統(tǒng)，冷水機(jī)組系統(tǒng)及機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)。 ③動(dòng)渦盤與主軸等運(yùn)動(dòng)件的受力變化小，整機(jī)振動(dòng)小。當(dāng)渦旋壓縮機(jī)工作時(shí)，動(dòng)渦盤在氣體力作用下，沿軸向與靜渦盤脫離，增大渦盤頂部的氣體泄漏通道面積，降低容積效率和熱效率，因此如何有效的平衡作用在動(dòng)渦盤上的軸向氣體作用力，成為渦旋壓縮機(jī)能否獲得良好性能的重要因素之一。需要指出的是，①中的氣體并不受到壓縮，其容積減少是一個(gè)等壓過(guò)程，即排氣過(guò)程。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角θ =0 時(shí)，③剛好封閉，壓縮機(jī)的吸氣過(guò)程結(jié)束，這時(shí)③中充入的氣體所占據(jù)的空間即為吸氣容積，相當(dāng)于往復(fù)式壓縮機(jī)的形成容積。渦旋式壓縮機(jī)的主要零件包括動(dòng)渦盤，靜渦盤，支架體，偏心軸及防自傳機(jī)構(gòu)。然而，隨著工 業(yè)的發(fā)展，等截面渦旋壓縮機(jī)由于壓縮比小，已經(jīng)不能滿足工業(yè)上很多情況下的大壓縮比的需求。 Pa，這比滑片式真空泵所能達(dá)到的真空度提高了近 10 倍。 增壓器 在增壓器應(yīng)用方面，比較典型的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用渦旋增壓器。 渦旋壓 縮機(jī)的主要特點(diǎn) 渦旋壓縮機(jī)是繼往復(fù)壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)之后的又一種新型高效容積式壓縮機(jī)，被公認(rèn)為是技術(shù)最先進(jìn)的第三代容積式壓縮機(jī)。當(dāng)主軸處于某 一旋 轉(zhuǎn)角度時(shí)，最外圈的一對(duì)封閉的工作腔容積開啟，吸氣過(guò)程開始；當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一周后，這一對(duì)工作腔關(guān)閉，形成封閉的工作腔容積