【文章內(nèi)容簡介】 渦旋壓縮機的防自轉機構 圖 圖 意圖 動渦盤在氣體作用下，有繞其中心自傳的趨勢。這種趨勢破壞了渦旋壓縮機的正常工作，必須予以限制。防自傳機構設置在動渦盤與支架體之間，常見的結構形式有： ①十字聯(lián)接環(huán)：其結構簡單但是易磨損，加工困難； ②圓柱銷聯(lián)軸節(jié) ：在機座上開孔板，動渦旋體上連軸銷，當動渦旋體平動時，銷在孔內(nèi)平動。其受力好，結構簡單，但無支撐作用； ③球形聯(lián)軸節(jié)：兩幾何形狀相同孔板，分別安在機體動渦旋體上，在孔板間設置鋼球連接孔板動渦旋體平動時，鋼球可在孔內(nèi)轉動。其結構簡單 ，易加工，可實現(xiàn)滾動支撐，減少磨損。 渦旋壓縮機的軸向徑向柔性機構 渦旋壓縮機的動渦盤被置于靜渦盤和支架體之間，可以沿軸向移動。當渦旋壓縮機工作時，動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渦盤上的軸向氣體作用力，成為渦旋壓縮機能否獲得良好性能的重要因素之一。常用軸向力平衡消除間隙減少泄漏的方式： ①采用推力軸承，減少軸向摩擦，保證密封； ②采用背壓推力機構，泵壓力自動補嘗間隙； ③在渦旋體背面加彈簧，自動補嘗間隙 ； ④在渦旋體背面加油壓，補嘗間隙。 徑向可采用偏心軸套式徑向密封機構及滑動襯套式機構減少泄露。 軸向和徑向柔性機構提高了渦旋式壓縮機的生產(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，即渦旋式壓縮機有可靠地密封性。動渦盤上承受的軸向氣體作用力，隨主軸轉角發(fā)生變化，很難恰如其分的加以平衡，因此軸向氣體力往往帶來摩擦功率消耗。渦旋盤的加工精度，特別是渦旋體的形位公差有很高要求，端板平面的平面度，以及端板平面與渦旋體側壁面的垂直度，應控制在微米級，因此，對加工方法，加工技術和加工 設備要求很高。 渦旋壓縮機的結構特點 渦旋壓縮機在因其結構表現(xiàn)出以下優(yōu)點： ①多個壓縮腔同時工作，相鄰壓縮腔的氣體壓差小，氣體泄漏量小，容積效率高，可達 90%~98% 。 ②驅動動渦盤的運動的偏心軸可以高速旋轉，因此，渦旋式壓縮機體積小，重量輕。 ③動渦盤與主軸等運動件的受力變化小，整機振動小。 ④沒有吸，排氣閥，渦旋壓縮機的運轉可靠，且特別適應于變速運轉和變頻調(diào)速技術。 ⑤由于吸排氣過程幾乎連續(xù)進行 ，整機噪聲很低。 渦旋壓縮機的研發(fā)方向 目前發(fā)展較迅速的應屬數(shù)碼渦旋壓縮機，谷輪公司向中國空調(diào)市場提供其最有革命性的新技術產(chǎn)品數(shù)碼渦旋壓縮機 Copeland Digital Scroll，作為下一代變?nèi)萘靠照{(diào)器的心臟。目前，數(shù)碼渦旋壓縮機和與之配套的電器控制板均向客戶供應，以方便開發(fā)多聯(lián)式變?nèi)萘靠照{(diào)系統(tǒng)。 數(shù)碼渦旋壓縮機不同于常見的變頻壓縮機，與變頻壓縮機通過變頻器控制改變制冷劑循環(huán)量相比，數(shù)碼渦旋壓縮機具有以下優(yōu)勢： ①更寬廣的制冷制熱容量調(diào)節(jié)范圍 (10%100%)；更精確 的容量控制。與變頻系統(tǒng)存在制冷量階梯相比，數(shù)碼渦旋系統(tǒng)可以實現(xiàn)任何一點的冷量要求； ②在任何負荷點都具備出色的除濕性能 在低負荷范圍使室內(nèi)達到濕度 70%以下的舒適要求； ③低噪音與低振動，壓縮機保持恒速運行，避免產(chǎn)生高頻噪音與振動； ④極高的可靠性：通過谷輪公司極其嚴格的測試條件，并保證15 年以上運行壽命； ⑤極佳的回油特性，壓縮機定速運行，即使在小負荷冷量時也 無回油問題，并保證系統(tǒng)可以配備長聯(lián)管； ⑥極其簡 單的系統(tǒng)設計，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)設計更簡單，更可靠； ⑦無電磁兼容問題。通過機械式加載及卸載，不需要變頻控制器。 ⑧數(shù)碼渦旋壓縮機 Copeland Digital Scroll 可以全方位滿足以下系統(tǒng)應用：單蒸發(fā)器多聯(lián)機系統(tǒng)，風管送風系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)及機房空調(diào)系統(tǒng)。 我國從開始研發(fā)渦旋式壓縮機至今已經(jīng)過了 11 個春夏秋冬，如今已經(jīng)形成了比較成熟的渦旋式空調(diào)與制冷壓縮機設計制造技術，很多大學如西安交通大學，甘肅工業(yè)大學在渦旋壓縮機技術，生產(chǎn)方面在國內(nèi)具有頂尖的水平。綜觀國內(nèi)外渦旋壓縮機的研究開發(fā)現(xiàn)狀，生產(chǎn)制造水平以及市場需要趨勢，今后一段時間內(nèi)，有關渦旋壓縮機的研究動向可歸納為 。降低生產(chǎn)制造成本被列為研究工作的首要任務之一。提高渦旋盤的生產(chǎn)效率，設計出更加緊湊與更加適宜于工業(yè)化生產(chǎn)的結構都是直接的措施。通過壓縮過程模擬及優(yōu)化設計，采用新的材料與新的機構來減少機械摩擦損失，氣體泄漏損失，傳熱損失，氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機的工作效率和工作可靠性。擴寬應用范圍和適用領域，實現(xiàn)產(chǎn)品系列化。擴大變頻調(diào)速技術和熱泵技術的應用。 展 渦旋壓縮機械的構思，是本世紀初期法國工程師克拉斯提出的，并與 1905 年取得美國專利權。該專利闡述了一種新型旋轉式發(fā)動機，其實他的工作原理就是如今人們所稱為的渦旋機械。 此后近 70 年間，渦旋機械并沒有得到更深入的研究和發(fā)展。原因之一是它的重要性還未被人們充分認識，其次是沒有高精度的渦旋加工設備。 進入本世紀 70 年代，由于能源危機加劇及數(shù)控技術的發(fā)展，給渦旋壓縮機的發(fā)展帶來了機遇。 1972 年，美國 ADL 公司成功地開發(fā)出壓縮氮氣的渦旋壓縮機，并把它應用到遠航還輪上，標志著渦旋壓縮機實用化年代到來。 1981 年 ，日本三菱重工推出了 用于汽車空調(diào)的渦旋壓縮機。它的 時 隔兩年，日本日歷公司開發(fā)出 的全封閉 渦漩式 壓縮機 ，并用于單元式空調(diào)機上。從此，對渦漩式壓縮機的研究開發(fā)就成為壓縮機技術發(fā)展的熱點之一。 進入 90 年代，渦漩式 壓縮機的系列化產(chǎn)品相繼面 世。日本松下電器公司生產(chǎn)出用于家用空調(diào)的小型全封閉渦漩式壓縮機，東芝公司推出了列車空調(diào)壓縮機，美國開地公司仔仔冷水機組上并聯(lián)使用渦旋壓縮機，以提高整機制冷量。用于變頻調(diào)速、壓縮空氣或其他用 途的渦旋式壓縮機也得到了快速發(fā)展。 美國考普藍公司是生產(chǎn)制冷壓縮機的專業(yè)廠家，盡管壓縮機的研究開發(fā)起步晚，但現(xiàn)在已成為設計技術先進，生產(chǎn)規(guī)模最大的渦旋壓縮機生產(chǎn)廠家， 1996 年的產(chǎn)量達到二百多萬臺。 在我國，渦旋壓縮機的牙就開發(fā)工作始于 1986 年，經(jīng)過十余年的努力，已形成了比較成熟的的渦旋是空調(diào)與制冷壓縮機設計制造技術， —(3—8hp)的柜式空調(diào)用渦旋壓縮機已經(jīng)工業(yè)化小批量生產(chǎn)，其他特殊用途的渦旋式壓縮機也正在開發(fā)之中。 縱觀國內(nèi)外渦旋式壓縮機的研究發(fā)展現(xiàn) 狀、生產(chǎn)水平、以及市場的需求趨勢，今后的一段時間內(nèi)，有關渦旋壓縮機研究動向可歸納為： 1）降低生產(chǎn)制造成本被列為研究工作的首要任務之一。提高渦旋盤的生產(chǎn)效率，設計出更加緊湊的與更加適宜于工業(yè)化生產(chǎn)的結構都是直接的措施。 2）通過壓縮過程模擬及優(yōu)化設計、采用新的材料與新的機構來減少機械摩擦損失、氣體泄漏損失、傳熱損失和氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機的工作效率和工作可靠性。 3）拓寬應用范圍和使用領域，實現(xiàn)鏟平系列化。擴大變頻調(diào)速技術和人泵技術的應用。 4）適應新的制冷公職對我選壓縮機構的要求。 3. 主要部件 設計 渦旋壓縮機的整體結構的選擇 本設計采用的是立式全封閉低壓殼體腔結構如圖 21。低壓殼體腔渦旋壓縮機的吸氣管道不是直接接入壓縮機的吸氣腔中，而是接入殼體腔中，因此進入吸氣腔的氣體的過熱比高壓殼體腔的大。立式全封閉低壓殼體腔渦旋壓縮機在制冷與空調(diào)系統(tǒng)中有著廣泛的應用。最明顯的優(yōu)點是電動機的環(huán)境溫度較低，有利于提高電動機的工作效率。當吸氣管道中的氣體帶有液滴時，不會直接導致壓縮腔液擊。 圖 低壓殼體腔渦旋式壓縮機 1底座 2上油板 3磁環(huán) 4軸向 擋圈 5油升壓器 6定位銷 7下支承 8軸向擋圈 9下軸承 10下平衡重 11電動機定子 12電動機轉子 13主軸 14上軸承（主軸承） 15殼體 16偏心調(diào)節(jié)塊 17吸氣管 18滑動軸承 19動渦盤 20靜渦盤 21排氣管 22限位板 23止回閥 24封頭 25排氣孔口 2 28橡膠密封圈 27背壓室端蓋 29背壓室 30背壓孔 31軸向定位套 32十字環(huán) 33支架 34上平衡塊 35逆轉限制器 理論排氣量 179。/min； 進口壓力 （絕對）； 出口壓力 （絕對）。 性 能及結構參數(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)有關資料確定 : N=； t=4mm； h=40mm 排氣量 Vs 和渦旋節(jié)距 P 的確定 設計理論排氣量 179。/min，轉速為 2880rpm 則 每轉排氣量 ： Vs = 179。/r 渦旋節(jié)距為： .3m m22)12(2 ??????? hN VsttP ? 圓整 P=23mm。 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? 。 則設計排氣量為： rmmhtppNVs /2 1 8 7 2 2)2()12( 339。 ???????? ? 考慮泄漏等因素的儲備因數(shù) ,對于渦旋壓縮機 , 其泄漏系數(shù)λ應不大于 8% %8%%10039。 ????? Vs VsVs? 回轉半徑 Ror mmtPR or 72 )2( ???? 漸開線的初始角 radat ??? 理論壓力比 312???????????????????N ，其中θ = 實際工作容積 339。 0 0 1 7 4%972 1 7 6 0 2)1( mmVV sp ????? ? 壓縮機指示功 P1=,P2= 指示功 JPPVPLpi 121 ????????????????????????? 壓縮機的指示功率 00 060 ???? ii LnP 選擇電機轉 速 n=2840r/min，功率 （三）平衡計算 （ 1）動渦旋的靜平衡 1. 渦旋齒的重量 Gi 動渦旋的靜平衡采用去配重的方式進行 根據(jù)電子計算機計算結果 Si= Gi= = 40 247。 103= 渦旋齒的重心 XG,YG 根據(jù)電子計算機計算結果 XG=78mm YG=6.950mm RG=19mm 平衡鐵的形狀為部分圓環(huán)，所對應的圓心角為120176。，其中心線于 Y軸夾角為 176。(8 176。54`) ，內(nèi)徑為45mm ，外徑為