【正文】
....................................... 3 渦旋壓縮機(jī)的研究背景 ......................... 3 渦旋壓縮機(jī)的工作原理 ......................... 4 渦旋壓縮機(jī)的主要特點(diǎn) ......................... 6 渦旋壓縮機(jī)的應(yīng)用 ............................ 7 渦旋壓縮機(jī)發(fā)展展望 .......................... 8 渦旋壓縮機(jī)研究意義 .......................... 9 2. 渦旋式壓縮機(jī)及裝置系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ......... 10 渦旋壓縮機(jī)動(dòng)靜渦盤及其工作原理 .................. 10 ........................... 12 ..................... 13 ............................. 15 ............................. 16 3. 主要部件設(shè)計(jì) ............................... 18 機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的選擇 ....................... 16 ............... 16 4. 渦旋齒線型的選擇與繪制原理 ................ 27 ................................ 27 ................................ 28 ................................ 29 ................................ 29 .................................. 30 5. 壓縮機(jī)附件及密封細(xì)節(jié) ....................... 33 ...................................... 33 ...................................... 35 .................................... 36 ........................................ 36 ........................................ 37 ............................................ 38 ............................................ 38 總 結(jié) ......................................... 41 參考文獻(xiàn) ....................................... 42 致 謝 ......................................... 43 摘 要 本設(shè)計(jì)為空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要零部件包括動(dòng)渦盤、靜渦盤、支架體、偏心軸、防自傳機(jī)構(gòu)及平衡機(jī)構(gòu),動(dòng)靜渦旋盤應(yīng)用圓的漸開線及其修正曲線的線型。 傳統(tǒng)上,渦旋壓縮機(jī)主要 是利用 金屬零件和油來潤滑摩擦 的 表面和降低排氣溫度和 防止 泄漏。 為了獲得無油的空氣,石 油 在渦旋壓縮機(jī)的工作腔 是 被 嚴(yán)格禁止 的 。 在 本文 中,對鈧的 工作原理和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了研究。 鈧在 未來的發(fā)展 方面 也 進(jìn)行了展示 。 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,然后確定了渦旋線圓的漸開線線型并且對渦旋線進(jìn)行修正,而后選擇渦旋壓縮機(jī)的各種附件,最后利用 對渦旋壓縮機(jī)的主軸進(jìn)行有限元分析,最終說明了渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題。 通過以上設(shè) 計(jì)的設(shè)計(jì)過程,最終得到了渦旋壓縮機(jī)。 ABSTRACT The design is designing the structure of air conditioning scroll pressor , the main parts including moving vortex disc, static vortex disc, bracket dody, eccentric shaft , anti rotation mechanism and balance mechanism,the application of static and moving vortex disc involve circle and linear correction curve. First of all, the important structural parameters of scroll pressor is determined, then determined the structure size of each important part of scroll pressor, and then determine the involute type vortex line round and the vortex line is modified, and then choose a variety of accessories of the scroll pressor, the spindle of scroll pressor for finite element analysis, the final show the problem in the design of structure of scroll pressor. In the design of scroll profile, not only describes the forming process of involute characteristics and vortex lines, but also to carry on the revision to the vortex line. Through the above design, we finally got the scroll pressor. KEY WORDS: scroll pressor, moving vortex disc, static vortex disc, eccentric shaft 緒論 本設(shè)計(jì)以空調(diào)用渦旋式壓縮機(jī)為題,主要為了學(xué)習(xí)渦旋式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)過程,以及運(yùn)用和鞏固我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)。 通過回顧渦旋式壓縮機(jī)的歷史,我們對其可以進(jìn)行初步的了解。為保證環(huán)保減少制冷劑泄露到空氣中,汽車空調(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。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。在歐洲和日本市場,對低噪音,低振動(dòng)的壓縮機(jī)需求更為突出,因而,兼有高效低噪兩大優(yōu)勢的渦旋壓縮機(jī)成為換代產(chǎn)品已是必然局勢,雖然在完善密封機(jī)構(gòu),減少機(jī)械摩擦耗功以及數(shù)控加工提高渦旋盤成產(chǎn)率等方面已經(jīng)進(jìn)行了廣泛有效地改進(jìn),但作為 技術(shù)密集程度很高的渦旋壓縮機(jī),其技術(shù)優(yōu)勢和效益任存在很大的發(fā)展?jié)摿?。通過完成這次設(shè)計(jì)達(dá)到我們所學(xué)的理論與實(shí)踐相結(jié)合,增加我們的設(shè)計(jì)經(jīng) 驗(yàn)。渦旋式壓縮機(jī)有許多有利的特性,包括簡單 的 結(jié)構(gòu)、較 低的振動(dòng),和相對于其它類型壓縮機(jī)的高容積 的 效率 。 為了實(shí)現(xiàn)卓越的運(yùn)營效率和 提高 可靠性 , 渦旋壓縮機(jī) 的壓縮室被注入了 水 。此外,石油能有助于控制通過吸收一些流體的熱它升壓通過壓縮放電溫度 — 。一實(shí)現(xiàn)無油壓縮空氣可能意味著通過油過濾器的使用,另一個(gè)是采取鈧。 渦旋壓縮機(jī)面臨的主要問題應(yīng)屬由于加工精度和結(jié)構(gòu)問題導(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)展慢慢挖掘出無限的潛能,它的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)會(huì)越來越突出,發(fā)展前景廣闊??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。 到了 70 年代,數(shù)控技術(shù)的快速崛起給加工渦旋壓縮機(jī)這種精密設(shè)備給予了一線曙光。 1972 年,美國的 Arthur 先研制出了一臺(tái)排氣壓力為 的氦氣渦旋壓縮機(jī),這臺(tái)壓縮機(jī)的研制成功標(biāo)志著渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展進(jìn)入 一個(gè)新的紀(jì)元,正式由理論探索轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品開發(fā),從而轉(zhuǎn)入商業(yè)化的快速發(fā)展。現(xiàn)在在該領(lǐng)域有所成就的國家主要有:美國、韓國、日本、法國和中國等國家。日、韓兩國在該領(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 主要是三星和 LG 在大量研制渦旋壓縮機(jī)。我國研究主力大部分集中于一些科研實(shí)力較強(qiáng)的工科院校中,剛開始以西安交通大學(xué)、蘭州理工大學(xué)和合肥通用機(jī)械研究所為研發(fā)中心,后來有一些高校和科研機(jī)構(gòu)也加入了研發(fā)行列,其中有清華大學(xué)、東北大學(xué)、重慶大學(xué)、南京大學(xué)等一流名校??墒俏覈邪l(fā)成品缺乏核心競爭力,技術(shù)核心 還是掌握在日本、韓國及西方制造業(yè)發(fā)達(dá)國家。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。 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。動(dòng)渦旋在專用防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下,由主軸帶動(dòng)作公轉(zhuǎn)平動(dòng),這種特定的裝配和運(yùn)動(dòng),使得動(dòng)、靜渦旋齒之間所形成的多對月牙形封閉工作腔容積由大變小,實(shí)現(xiàn)周期性的容積變化。隨著主軸的旋轉(zhuǎn),嚙合點(diǎn)由外圈向內(nèi)圈移動(dòng),月牙形工作腔容積由渦旋盤的外圈逐漸向渦旋盤中心處移動(dòng),封閉工作腔容積逐漸由大變小,被封閉的氣體受到壓縮,氣體壓力逐漸升高;當(dāng)工作腔容積與排氣口相連通時(shí),壓縮過程結(jié)束,排氣過程開始。這樣 兩盤嚙合時(shí),與端板配合形成一系列月牙形柱體工作容積。隨著電轉(zhuǎn)角 ?的變化,月牙形封閉容積的兩端嚙合點(diǎn)沿著渦旋齒齒壁由外向里持續(xù)移動(dòng),封閉容積對應(yīng)由大到小變化,如圖中90度, 180 度, 270 度位置的情況所示。當(dāng)工作腔容積與排氣口相接通時(shí),氣體從靜渦旋中央的排氣孔釋放出,氣壓相應(yīng)降低,完成整個(gè)制冷劑的吸入、壓縮和排出過程。與同等容量的往復(fù)壓縮機(jī)相比,主要零部件僅為往復(fù)式的 1/10,體積減少 40%左右,噪聲下降 5~8dB,效率提高 10%,重量減輕 15%,驅(qū)動(dòng)力矩的波動(dòng)幅度僅為往復(fù)式的 1/10。 由于渦旋壓縮機(jī)型線的特性決定其存在如下的缺點(diǎn): ( 1)渦旋盤的加工精度要求高,渦旋齒型線的加工難度大; ( 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,工作過程中的熱量不易導(dǎo)出,因而壓縮比不能過大,適用于壓縮指數(shù)較小的氣體,或需對壓縮腔進(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)用場合。 渦旋壓縮機(jī)主要應(yīng)用于 在制冷和空調(diào)領(lǐng)域渦旋壓縮機(jī)的應(yīng)用最為廣泛和成熟,大多數(shù)制成封閉式壓縮機(jī),但是也可以制成開啟式結(jié)構(gòu)用于汽車和列車空調(diào)系統(tǒng)用壓縮機(jī),為提高氣量已發(fā)展到采用多機(jī)并聯(lián)機(jī)組的設(shè)計(jì)形式。近年來國內(nèi)在無油潤滑渦旋空氣壓縮機(jī)方面進(jìn)行了深入的研究。德國大眾公司成功開發(fā)了著名的 G增壓器,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率提高了 35%。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,利用汽車排 出廢氣的能量實(shí)現(xiàn)對新鮮氣體的增壓。渦旋真空泵也可制成公轉(zhuǎn)型和自轉(zhuǎn)型兩種結(jié)構(gòu)形式。目前渦旋真空泵的真空度可達(dá) 10178。 渦旋膨脹機(jī)是容積式膨脹機(jī)的一種,適合用于中小型 ORC 循環(huán)系統(tǒng),可用于回收工業(yè)(如冶金、水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)等)中存在的大量不能充分利 用的中低品位余熱,從而節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。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。如采用變頻調(diào)速技術(shù),數(shù)碼渦旋技術(shù)等新技術(shù); ( 6)改進(jìn)壓縮機(jī)的平衡機(jī)構(gòu),特別是軸向氣體力的平衡。 課題的研究意義 目前國內(nèi)外渦旋壓縮機(jī)的研究大多局限在等壁厚的圓漸開線上。如果采用增加等截面渦旋壓縮機(jī)的壓縮比來達(dá)到高壓縮比的要求,就必須增加渦旋齒的圈數(shù),如此增加會(huì)造成整機(jī)尺寸變大、重量增加、加工成本上升、加工難度增大和軸向泄露線長度增加、泄漏量增大,同時(shí)也增加了氣體在壓縮腔中的停留時(shí)間,引起整機(jī)溫度升高, 效率下降,嚴(yán)重時(shí)可能無法正常工作。并且在