【正文】 ，吸氣過(guò)程結(jié)束；在這對(duì)新吸氣腔形成的過(guò)程中，前一周所形成的封閉吸氣腔已同時(shí)開(kāi)始?jí)嚎s過(guò)程。通過(guò)引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新的過(guò)程，我國(guó)在渦旋壓縮機(jī)的研發(fā)過(guò)程中取得了一些成就，其中投入生產(chǎn)的已有很多種類(lèi)型，應(yīng)用最為普遍的就是渦旋空氣壓縮機(jī)和無(wú)油渦旋式壓縮機(jī)。當(dāng)時(shí)能源危機(jī)日益加劇，人們?cè)噲D找到一種耗能低、效率高、安全可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行平穩(wěn)的新型設(shè)備，而渦旋壓縮機(jī)就是具有以上多種特點(diǎn)的代表性機(jī)械，因此在該領(lǐng)域的探索上實(shí)質(zhì)性上更進(jìn)了一步。不過(guò)，對(duì)于食品加工，醫(yī)療系統(tǒng)、紡織制造、低溫燃料電池堆棧和其他超清潔的應(yīng)用，石油污漬不能在這類(lèi)領(lǐng)域的容忍和嚴(yán)格禁止。 通過(guò)借鑒前人研究的方式和方法，本論文旨在根據(jù)已知工作條件，通過(guò)各零部件的強(qiáng)度校核和受力分析對(duì)空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前在空調(diào)領(lǐng)域?qū)τ跍u旋式壓縮機(jī)的研究已越來(lái)越普遍也越來(lái)越熱門(mén)，渦旋式 壓縮機(jī)的發(fā)展將會(huì)不僅僅為空調(diào)領(lǐng)域帶來(lái)飛躍，從而針對(duì)空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)的研究是非常有意義的。一些研究 性 工作和最 來(lái)關(guān)于 這 方面的專(zhuān)利描述 都進(jìn)行了 詳細(xì)的分析，特別是注入水和空氣冷卻鈧 方面 。 傳統(tǒng)上，渦旋壓縮機(jī)主要 是利用 金屬零件和油來(lái)潤(rùn)滑摩擦 的 表面和降低排氣溫度和 防止 泄漏。 首先，確定了渦旋壓縮機(jī)的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，其次確定了渦旋壓縮機(jī)的各個(gè)重要零件的結(jié)構(gòu)尺寸，然后確定了渦旋線(xiàn)圓的漸開(kāi)線(xiàn)線(xiàn)型并且對(duì)渦旋線(xiàn)進(jìn)行修正，而后選擇渦旋壓縮機(jī)的各種附件，最后利用 對(duì)渦旋壓縮機(jī)的主軸進(jìn)行有限元分析，最終說(shuō)明了渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題。為保證環(huán)保減少制冷劑泄露到空氣中，汽車(chē)空調(diào)領(lǐng)域中具有采用全封閉式渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展方向。渦旋式壓縮機(jī)有許多有利的特性，包括簡(jiǎn)單 的 結(jié)構(gòu)、較 低的振動(dòng)，和相對(duì)于其它類(lèi)型壓縮機(jī)的高容積 的 效率 。 渦旋壓縮機(jī)面臨的主要問(wèn)題應(yīng)屬由于加工精度和結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的徑向和軸向的泄露，但是隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，工業(yè)的日益壯大，設(shè)備的精度會(huì)得到提高，加 工的技術(shù)會(huì)得到飛躍，渦旋式壓縮機(jī)將會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展慢慢挖掘出無(wú)限的潛能，它的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)會(huì)越來(lái)越突出，發(fā)展前景廣闊?，F(xiàn)在在該領(lǐng)域有所成就的國(guó)家主要有：美國(guó)、韓國(guó)、日本、法國(guó)和中國(guó)等國(guó)家。為了防止把大量的制冷液直接吸入氣缸內(nèi)產(chǎn)生液擊，在制 冷系統(tǒng)中設(shè)有氣液分離器，潤(rùn)滑油和制冷液首先進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行分離，進(jìn)入氣液分離器的制冷液便立即蒸發(fā)成為氣體，而潤(rùn)滑油從氣液分離器下方小孔緩緩地連續(xù)進(jìn)入壓縮機(jī)，保證了輸氣的質(zhì)量。這樣 兩盤(pán)嚙合時(shí)，與端板配合形成一系列月牙形柱體工作容積。 由于渦旋壓縮機(jī)型線(xiàn)的特性決定其存在如下的缺點(diǎn)： （ 1）渦旋盤(pán)的加工精度要求高，渦旋齒型線(xiàn)的加工難度大； （ 2）整機(jī)摩擦副數(shù)量較多； （ 3）難以實(shí)施壓縮氣體的外部冷卻，工作過(guò)程中的熱量不易導(dǎo)出，因而壓縮比不能過(guò)大，適用于壓縮指數(shù)較小的氣體，或需對(duì)壓縮腔進(jìn)行噴液以進(jìn)行內(nèi)部冷卻； （ 4）當(dāng)排氣壓力變化時(shí)，其變工況性能欠佳； （ 5）難以適應(yīng)較大排氣量 和較高壓力比的應(yīng)用場(chǎng)合。此外，也有研究和探討渦旋膨脹機(jī)和渦旋壓縮機(jī)兩者結(jié)合，利用汽車(chē)排 出廢氣的能量實(shí)現(xiàn)對(duì)新鮮氣體的增壓。但要進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能及經(jīng)濟(jì)效益，還有許多方面需要改進(jìn)，許多困難需要克服。并且在相同壓比情況下也可降低整機(jī)尺寸，減少了介質(zhì)在工作腔中的停留時(shí)間，在一定程度上改善了泄露和傳熱，從而滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)和使用的需求。 把渦旋型線(xiàn)參數(shù)相同，相位差π，基圓中心相距 Ror 的動(dòng)渦盤(pán)與靜渦盤(pán)組裝后，可形成數(shù)對(duì)月牙形的密封的容積腔，容積腔的軸隨偏心軸推動(dòng)動(dòng)渦盤(pán)中心繞靜渦盤(pán)中心作半徑為 Ror 的圓周軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)相應(yīng)的擴(kuò)大縮小，由此實(shí)現(xiàn)氣體的吸入，壓縮和排氣的過(guò)程。時(shí)，③完成對(duì)氣體的壓縮過(guò)程，這時(shí)的壓縮腔容積就是②的最大封閉容積，即②充氣終了時(shí)的容積，其軸向投影面積最大。這種趨勢(shì)破壞了渦旋壓縮機(jī)的正常工作，必須予以限制。 軸向和徑向柔性機(jī)構(gòu)提高了渦旋式壓縮機(jī)的生產(chǎn)效率，而且保證軸向間隙和徑向間隙的密封效果，不因摩擦和磨損而降低，即渦旋式壓縮機(jī)有可靠地密封性。 渦旋壓縮機(jī)的研發(fā)方向 目前發(fā)展較迅速的應(yīng)屬數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)，谷輪公司向中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)提供其最有革命性的新技術(shù)產(chǎn)品數(shù)碼渦旋壓縮機(jī) Copeland Digital Scroll，作為下一代變?nèi)萘靠照{(diào)器的心臟。降低生產(chǎn)制造成本被列為研究工作的首要任務(wù)之一。原因之一是它的重要性還未被人們充分認(rèn)識(shí)，其次是沒(méi)有高精度的渦旋加工設(shè)備。用于變頻調(diào)速、壓縮空氣或其他用 途的渦旋式壓縮機(jī)也得到了快速發(fā)展。 4）適應(yīng)新的制冷公職對(duì)我選壓縮機(jī)構(gòu)的要求。 性 能及結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 渦旋圈數(shù) N、 渦旋齒厚 t、 渦旋齒高 h 的確定 根據(jù)有關(guān)資料確定 : N=； t=4mm； h=40mm 排氣量 Vs 和渦旋節(jié)距 P 的確定 設(shè)計(jì)理論排氣量 179。 103= 渦旋齒的重心 XG,YG 根據(jù)電子計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果 XG=78mm YG=6.950mm RG=19mm 平衡鐵的形狀為部分圓環(huán)，所對(duì)應(yīng)的圓心角為120176。m11 的形狀為 ： R=81mm, r=72mm, 厚度 12mm. m1 r1= ? ? )r81( 33333 ?????? ? m11 r11= ? ? 333 ?????? ? 對(duì) c 點(diǎn)取距： ma ror (L2La)= m1 r1 (L2L1)+ m11 r11 (L2L11) () =(813r3) + 261 813r3= 則 r= 大平衡鐵由 平衡鐵Ⅰ 平衡鐵Ⅰ 11組成，幾何尺寸如圖所示 整個(gè)平衡鐵重： ? ? ? ? ? ? 3222222 107][ ????????????=1062.303g 小平衡鐵的設(shè)計(jì) 對(duì) B 點(diǎn)取矩 ma ror(L11La) m1 r1(L11L1)=m2 r2(L2L11) 41 (81365.7073) = m2 r2 261 m2 r2=5575.41634gmm 小平衡鐵鑄在 小皮帶輪上，外徑為 55mm，內(nèi)徑為 37mm； 在 中心處對(duì)稱(chēng)填實(shí)。靜渦盤(pán)中心開(kāi)φ 5mm 的排氣孔，選擇靜渦盤(pán)壁厚 15mm，可得到靜渦盤(pán)的總高度 60mm，其他具體的結(jié)構(gòu)及尺寸于圖上作出，材料為 CuCrMo合金鑄鐵。 圖 渦旋型線(xiàn)構(gòu)成原則 渦旋型線(xiàn)的構(gòu)成應(yīng)符合如下原則： ①對(duì)于壓縮腔內(nèi)的任一給定點(diǎn)，在靜渦盤(pán)或動(dòng)渦盤(pán)上，必有一點(diǎn)并且只有一點(diǎn)與之相嚙合，并且內(nèi)側(cè)壁面上的點(diǎn)與外側(cè)壁面上的點(diǎn)相嚙合。 阿基米德的 線(xiàn)的成形 當(dāng)圓的漸開(kāi)線(xiàn)起始角為α，基圓半徑為 a，其展角為Φ時(shí)，應(yīng)用變端點(diǎn)矢量來(lái)表示， x軸方向的單位矢量為 ?i ， y 軸方向的單位矢 量為 ?j ，則有： jiAP jiOA )c os ()s in( )s in()c os ( ???????? ?????? ???? ???? 以參數(shù)方程表示為 ? ?? ?)c os ()s i n( )c os ()s i n( ????? ????? ???? ????aY aXi i ①當(dāng)漸開(kāi)線(xiàn)初始角為 α?xí)r其參數(shù)方程 ? ?? ?)c os ()s i n( )c os ()s i n(0 0 ????? ????? ???? ????aY aX ②當(dāng)漸開(kāi)線(xiàn)初始角為零時(shí) ? ?? ??? ?? c o ssin c o ssin?? ??aY aX ③由于渦旋體作為壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子或定子，必須具有一定得壁厚，這可利用不同的初始角的漸開(kāi)線(xiàn)，來(lái)構(gòu)成渦旋體的內(nèi)外壁，① 可知，其漸開(kāi)線(xiàn) A 點(diǎn)坐標(biāo) )sin( )cos( ?? ???? ??aY aXAA ④其斜線(xiàn)的斜率為 )c ot ()s i n( )c os (// ???? ???? ????? ??? aadd dddd AAAA xyxy ⑤而點(diǎn) P 處的斜率為 )t a n()c os ( )s i n(//1111 ????? ????? ?????? aadd dddd xyxy ⑥由④和⑤相乘得 ? ? ? ? 1t a nc ot11 ???????? ????xyxy ddddAA ⑦由⑥可知，漸開(kāi)線(xiàn)的發(fā)生線(xiàn)與漸開(kāi)線(xiàn)的切線(xiàn)正交，故漸開(kāi)線(xiàn)的發(fā)生線(xiàn)即為該點(diǎn)的法線(xiàn)；以初始角α與 α所形成的渦旋體各點(diǎn)的法向厚度即為展開(kāi)線(xiàn)矢徑的長(zhǎng)度差： ???? aaat 2)2( ???? 式中 a 為基圓半徑， t 為渦旋壁厚，是常量 漸開(kāi)線(xiàn)的節(jié)距為： ???? aaaap 2)2( ???? 節(jié)距 p 也是一個(gè)常量，由此可見(jiàn)渦旋體處處等壁厚等節(jié)距，其可用同一銑刀加工，銑刀直徑 )(2 ?? ???? atpD 。改善了漸開(kāi)線(xiàn) 起 始段的切削工作狀態(tài)的受力特性。 要求： 平動(dòng)半徑為 R時(shí)， 孔板孔為 2R，鋼球半徑為 R。 ,圓柱銷(xiāo)結(jié)構(gòu)對(duì)銷(xiāo)及槽的位置精度有嚴(yán)格要求。此種此種機(jī)構(gòu)主要用于大渦旋盤(pán)流體機(jī)械中。 徑向密封 徑向密封主要靠控制動(dòng)渦盤(pán)與 靜渦盤(pán)渦旋體側(cè)壁面之間的徑向間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)動(dòng)渦盤(pán)背壓施加一定的作用力來(lái)限制壓縮腔中的氣體對(duì)動(dòng)渦盤(pán)的作用力，而導(dǎo)致動(dòng)靜渦盤(pán)沿軸向脫離時(shí)，渦旋體高度及頂部與底部平面的平面度、平行度就是軸向間隙密封的重要因素了，即依照渦旋盤(pán)的加工精度來(lái)保證軸向間隙的有效密封，背壓腔平衡機(jī)構(gòu)就是采用這種方法。 圖 壓縮機(jī)總體設(shè)計(jì)圖 1螺栓 2彈簧墊圈 3靜渦盤(pán) 4軸承 5動(dòng)渦盤(pán) 6十字滑塊7平衡鐵 8箱體 9擋圈 10曲軸 11組件 12螺栓 13彈簧墊圈 14端蓋 15靜盤(pán)螺釘 16鍵 17墊圈 18動(dòng)盤(pán) 19套筒 20密封墊片 21軸承 22擋圈 23圓柱滾子軸承 24螺栓 圖 件 UG模型 主軸 動(dòng)渦盤(pán) 油泵 深溝球軸承 總 結(jié) 近 三 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。 參考文獻(xiàn) [1]劉振全 . 渦旋式流體機(jī)械與渦旋壓縮機(jī) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 [2]王宗明 . 壓縮機(jī) [M]. 北京：中國(guó)石化出版社， 2021 年 [3]李連生 . 渦旋壓縮機(jī) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 年 [4]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī) . 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