【正文】 較高的內(nèi)效率，一般在 65%以上； ⑶ 在熱源參數(shù)、功率及熱負(fù)荷 50%變化范圍內(nèi)，能保持平穩(wěn)工作且較高運(yùn)行效率； ⑷ 單機(jī)功率在（ 50~20xx） Kw； ⑸ 設(shè)備緊湊，占地少，工程施工量??； ⑹ 操作方便，運(yùn)行維護(hù)簡單，而且具有除垢自潔能力，大修周期長； ⑺ 起動不需要盤車、暖機(jī)。 若嚙合線頂點(diǎn)距陰、陽轉(zhuǎn)子齒頂圓的交點(diǎn)較遠(yuǎn)，則說明泄漏三角形面積較大。較大的 齒間面積是泄漏量占得份額相對減少，效率得到提高。 ② HI 方程 陽轉(zhuǎn)子上的曲線 HI 是陰轉(zhuǎn)子上銷齒圓弧 BC的共軛曲線，將方程（ 39）帶入坐標(biāo)變換式（ 25），的曲線簇方程 為 ： 1 2 1 1 11 2 1 1 1c o s c o s ( ) c o ss i n s i n ( ) s i n{ ttx R R t Ay R R t A? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 311） 故有 ： 111 s in ( )x Rt???? ??? 12 1 1 11 s i n s i n ( ) s i ntx R R t A? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? 111 c o s ( )y Rt???? ? ? ?? 12 1 1 11 c o s c o s ( ) s i nty R R t A? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? 將上述諸式帶入包絡(luò)條件式（ 214），可得包絡(luò)條件為 ： 2 2 1si n si n( ) 0ttR t R i t?? ? ? 即 ： 1 0?? （ 312） 由此可見， BC 與 HI 僅在 1 0?? 的位置嚙合，而且是整條曲線同時(shí)嚙合。 通常，在系列標(biāo)準(zhǔn)中，螺桿直徑按某種優(yōu)選數(shù)系選取。內(nèi)壓力比相同時(shí)，具有大螺旋角的螺桿，能得到較大的徑向與軸向排氣孔面積，如圖 41所示： 圖 41 螺旋角對排氣孔口面積的影響 螺桿 設(shè)計(jì) 螺桿轉(zhuǎn)子 齒型 參數(shù)的確定 單邊不對稱 銷齒圓弧型線齒廓的端面形狀主要由以下參數(shù)決定 ： 陽轉(zhuǎn)子齒數(shù) z1 陰轉(zhuǎn)子齒數(shù) z2 中心距 a 陽轉(zhuǎn)子直徑 D1 陰轉(zhuǎn)子直徑 D2 齒高半徑 R=%a 陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓直徑 Dw1 陽轉(zhuǎn)子節(jié)圓直徑 Dw2 此外還有齒的螺旋數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)子長度 L 陽轉(zhuǎn)子導(dǎo)程 h1 目前通用的結(jié)構(gòu)，陽轉(zhuǎn)子齒數(shù) z1=4,陰轉(zhuǎn)子齒數(shù) z2=6。 ④ 45段：為陰轉(zhuǎn)子螺旋線，已設(shè)計(jì)， 45l? =150mm。 吸氣端讓吸入氣體從底部進(jìn)入，沿徑向進(jìn)入機(jī)體，與吸氣類似，排氣設(shè)在機(jī)體的頂部，采用徑向排氣。 螺桿膨脹機(jī)目前在國內(nèi)的應(yīng)用還不是很多，最具代表性的是廈門普科技有限公司的通過螺桿膨脹機(jī)利用工廠余熱蒸汽進(jìn)行發(fā)電。 2 螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的工作原理和工作過程 6 第二章 螺桿膨脹機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分析 30 軸承密封系統(tǒng)的確定 29 軸承選擇 28 吸、排氣孔口 15 第四章 螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸設(shè)計(jì) 為了防止膨脹腔的氣體通過轉(zhuǎn)子軸向外泄漏，必須在排氣段的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間加一個(gè)軸封。前后機(jī)座的設(shè)計(jì)根據(jù)所選擇的軸承和軸的尺寸來設(shè)計(jì)的，其形狀 如圖 5 53 所示。 ⑧ 89段：為安裝軸承端蓋，悶蓋， 89d? =40mm， 89l? =25mm。過大的螺旋角，使螺桿齒面扭曲得厲害，惡化了螺桿的切削工藝性。從式（ 344）可以看出， KL 是圓心在 1o ，半徑為 1tR 的圓弧，這說明節(jié)圓圓弧的共軛曲線仍為節(jié)圓圓弧。 處在低壓側(cè)的直線段 AB 的長度，由于不影響氣密性，通常從工藝出發(fā)，使其與圓弧 BC 光滑過度。 （ 3）應(yīng)使封閉容積較小。嚙合線是知識接觸線在轉(zhuǎn)子面上的投影。當(dāng)時(shí)，天津大學(xué)熱能研究所結(jié)合西 藏地?zé)岚l(fā)電科研課題開展了螺桿膨脹機(jī)全流系統(tǒng)的研究。膨脹機(jī)小螺桿膨脹機(jī)沒有曲軸活塞連桿機(jī)構(gòu) ， 凸輪配氣機(jī)構(gòu) ， 也無進(jìn)排氣閥 ， 結(jié)構(gòu)非常借單 ， 零件 數(shù)極少 ， 基本無易損件因此運(yùn)轉(zhuǎn)可靠 ,壽命長也不存在不平衡慣性力矩 ， 所以甚至可以實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)氣過程中 ,氣體直接從徑向和軸向迸入 ,當(dāng)進(jìn)氣 口關(guān)閉時(shí) ,齒 間容積形成了一個(gè)由轉(zhuǎn)和殼體圍成的密閉空間 ,在密閉空間氣體膨脹并產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩。螺桿膨脹機(jī)的心臟部分是帶有特殊螺齒的轉(zhuǎn)子副， 由于關(guān)于螺桿膨脹機(jī)的研究我們國家還不是很多，而且螺桿膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)與螺桿壓縮機(jī)相似，兩者的工作過程是互逆的，所以在設(shè)計(jì)過程中借用的螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子型線等結(jié)構(gòu)。 前言 螺桿膨脹機(jī)是一門十分年輕的膨脹機(jī)種，在技術(shù)文獻(xiàn)中關(guān)于其書籍甚少，因而很難普及。 螺桿壓縮機(jī)的典型型線結(jié)構(gòu)有 SRM 齒型， Sigma 齒型， X 齒型， CF齒型和單邊非對稱擺線 銷齒圓弧齒型，其中最后一種齒型在 70年代末被我國 規(guī)定為螺桿壓縮機(jī)非對稱齒型的標(biāo)準(zhǔn)齒型 ，已知沿用至今，而本文中正是應(yīng)用的這種齒型來設(shè)計(jì)的。轉(zhuǎn)子的嚙合點(diǎn)隨氣體的膨脹是向排氣端移動的 ,當(dāng)它抵達(dá)排氣端時(shí) ,膨脹過程結(jié)束 ,齒間容積最大。螺桿膨脹機(jī)是從高壓膨脹到低壓 ， 不可能象螺桿壓縮機(jī)那樣進(jìn)行噴油運(yùn)轉(zhuǎn) ， 抓油靠氣體壓力自動循環(huán)。 1987 年， ,該所建造了我國第一套螺桿膨脹機(jī)全流 實(shí)驗(yàn)裝置。顯然接觸線連續(xù)，意味著嚙合線應(yīng)該是一條連續(xù)的封閉曲線。吸氣封閉容積導(dǎo)致膨脹機(jī)功耗增加、效率降低、噪聲增大。 轉(zhuǎn)子各段齒曲線方程 1） AB 與 GH ① AB 方程 陰轉(zhuǎn)子上的 AB 為一徑向直線，其方程為： 2 2 12 2 1cossin{ xy ??????? （ 31） 參數(shù) 2? 的變化范圍為： 2 2 2BtR???? （ 32） 由三角形 2OBP ,有： 222BtRR? ?? （ 33） 1 2arcsin tRR? ? （ 34） 即 ： 22 12t AzR zz? ? （ 35） 式中， 2z 、 1z 分別為陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)， R 為齒高半徑，在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定 %RA? 。 ③ 嚙合線方程 把 EF 的方程（ 340）代入坐標(biāo)變換式（ 3），得 ： 222 0{tXRY ?? （ 345） 上式表明節(jié)圓圓弧的嚙合點(diǎn)是一固定點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn) P。螺桿的扭轉(zhuǎn)角 、導(dǎo)程 T 及長度 l之間的關(guān)系為： 360z lT? ?? （ 41） 或用長徑比 表示為： 360z DT?? ?? （ 42） 表 導(dǎo)程 T、長徑比 ? 、扭轉(zhuǎn)角 12zz??、 齒形及項(xiàng)目 短導(dǎo)程 長導(dǎo)程 特長導(dǎo)程 對稱圓弧齒形 導(dǎo)程 T T1=4/3D,T2=2D T1=,T2= —— 長徑比 ? () () —— 陽螺桿扭轉(zhuǎn)角 1z? 243 270 324 236 264 300 —— 陰螺桿扭轉(zhuǎn)角 2zT 162 180 216 176 200 —— 不對稱齒形 導(dǎo)程 T T1=,T2= T1=,T2= T1=,T2= 長徑比 ? () () () () () 陽螺桿扭轉(zhuǎn)角 1z? 240 270 300 240 270 300 240 300 陰螺桿扭轉(zhuǎn)角 2zT 160 180 200 160 180 200 160 200 由以上兩式及表 可以看出： 1) 螺桿直徑和導(dǎo)程確定后，長徑比 ? 與扭轉(zhuǎn)角 z? 成正比； 2) 如前所述，螺桿的扭轉(zhuǎn)角變動范圍不大。 三維圖如 42 所示： 42 陽轉(zhuǎn)子三維圖 2. 陰轉(zhuǎn)子 ① 12段：安裝軸承 ，選用軸承 7207C， 12d? =35mm， 12l? =25mm。 圖 51 轉(zhuǎn)子機(jī)殼 圖 52 前機(jī)座 圖 53 后機(jī)座 機(jī)體 機(jī)體是螺桿膨脹機(jī)的主要部件，它由中間部分的汽缸及兩端的端蓋組成。軸封可選擇如圖 55b）所示的機(jī)械密封。 23 螺桿公稱直 徑和長徑比 30 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 我國關(guān)于螺桿膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還不完善，本課題中是利用國家現(xiàn)有的關(guān)于螺桿壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) GBT 1941020xx 和 JB/T24091999 來進(jìn)行膨脹機(jī)的設(shè)計(jì) ， 利用了螺桿壓縮的 單邊不對稱銷齒圓 弧齒型。 只要適當(dāng)安排轉(zhuǎn)子的螺旋旋向和機(jī)體上的吸排氣孔口，幾乎可以在任何位置安排吸排氣通道，對吸排氣通道的要求是平滑過渡和流速低，可以減少流動損 失。 ③ 34段：為密封 ， 34d? =42mm， 34l? =30mm。 3) 對同一螺桿直徑而言，大螺旋角 對應(yīng)于短導(dǎo)程，小螺旋角對應(yīng)于長導(dǎo)程。確定螺桿直徑系列的原則是：在 最佳圓周速度的范圍內(nèi)，以盡可能少的螺桿直徑規(guī)格數(shù)來滿足盡可能廣泛的排氣量范圍。 ③ 嚙合線方程 AB 和 GH嚙合時(shí)的嚙合線方程，可按（ 221）式，通過把 AB 的方程（ 31）帶入坐標(biāo)變換式（ 23），并與包絡(luò)條件式（ 37）聯(lián)立得到，即 ： 2 2 1 12 2 2 1 1211c o s( )sin ( )( a r c c o s ) /xiy y iiA? ? ?? ? ???????????? ? ????????? （ 38） 2） BC 與 HI ① BC 方程 陰轉(zhuǎn)子上的曲線 BC 為一圓心在節(jié)點(diǎn) P，半徑為 R 的圓弧，又稱銷齒圓弧，其方程為 ： 222c o ssin{ tx R R ty R t???? （ 39） 參數(shù) t 為 ： 12t??? ? ? （ 310） 由直角三角形 2OBP ,有 ： 212????? 1? 為保護(hù)角，通常為 5 10 ，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為 5 。 （ 4）齒間面積盡量大。在接觸線頂點(diǎn)和機(jī)殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間，會形成一個(gè)空