【正文】 開線外，它們都是由圓弧連接而成的渦線，而圓的漸開線則可以理解為有限多圓弧連接而成曲率連續(xù)變化的曲線，一般常用圓的漸開線作為渦旋體的型線。又因為發(fā)生線恒切于基圓，故可得出結(jié)論：漸開線上任意點的法線恒與其基圓相切； ③發(fā)生線與基圓的切點 B也就是漸開線在 k點的曲率中心，而 線段 Bk 是漸開線在點 k的曲率半徑。 阿基米德的 線的成形 當(dāng)圓的漸開線起始角為α，基圓半徑為 a，其展角為Φ時，應(yīng)用變端點矢量來表示， 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)漸開線初始角為 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)漸開線初始角為零時 ? ?? ??? ?? c o ssin c o ssin?? ??aY aX ③由于渦旋體作為壓縮機的轉(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線，來構(gòu)成渦旋體的內(nèi)外壁，① 可知，其漸開線 A 點坐標(biāo) )sin( )cos( ?? ???? ??aY aXAA ④其斜線的斜率為 )c ot ()s i n( )c os (// ???? ???? ????? ??? aadd dddd AAAA xyxy ⑤而點 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，漸開線的發(fā)生線與漸開線的切線正交，故漸開線的發(fā)生線即為該點的法線；以初始角α與 α所形成的渦旋體各點的法向厚度即為展開線矢徑的長度差： ???? aaat 2)2( ???? 式中 a 為基圓半徑， t 為渦旋壁厚，是常量 漸開線的節(jié)距為： ???? aaaap 2)2( ???? 節(jié)距 p 也是一個常量，由此可見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 。當(dāng)其它幾何參數(shù)相同時，為獲得較大的幾何壓縮比，在漸開線的起始段用圓弧代替，從而減輕刀具對漸開線的干涉程度，增大了開始排氣角。 修正型線方程 當(dāng)圓的漸開線上點 A 的展開角為α?xí)r，對其進(jìn)行修正，則點 A、 B、D、 E 的坐標(biāo)分別為： ??????????????????????????s i nc o ss i nc o s)]c o s ()()[ s in ()]s in ()()[ c o s (]c o s)([ s in]s in)([ c o sayaxayaxayaxayaxEEDDBBAA???????????????????????? 直線方程為 )c os(s i n1,tan 1c oss in axyax ay ??????? ????? 即 圓心 O1 的坐標(biāo) ? ?11, OO yx 由下式?jīng)Q定 ? ? ? ?? ?axyRyyxx AA????????? c oss i n12122 圓心 O2 的坐標(biāo) ? ?22, OO yx 由下式?jīng)Q定 ? ? ? ?? ?axyRyyxx BB????????? c oss i n12222 則兩圓心距離 ? ? ? ? 2122212121 RRyyxxL OOOOOO ?????? 這種情況下，兩個修正圓相切型線是光滑連續(xù)的一種理想的曲線，常稱為 PMP 型線。提高了渦旋壓縮機的壓力比。改善了漸開線 起 始段的切削工作狀態(tài)的受力特性。 圖 5. 壓縮機附件及密封細(xì)節(jié) 防自轉(zhuǎn)機構(gòu) ①十字環(huán) 結(jié)構(gòu)：十字環(huán)防自轉(zhuǎn)機構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是十字連接環(huán)一種是十字滑塊。 原理：使動渦旋體繞主軸中心轉(zhuǎn)動時，十字環(huán)的凸臺分別在滑動槽中滑動，動渦盤與支架體上的 4 個滑動槽分別對稱布置，運動時達(dá)到旋轉(zhuǎn)效果。 ②滾珠軸承 結(jié)構(gòu)：兩幾何形狀相同孔板分別安在機體和動渦旋體上，在孔板間設(shè)置鋼球連接孔板。 要求： 平動半徑為 R時， 孔板孔為 2R，鋼球半徑為 R。 注：當(dāng)滾軸承設(shè)計成特殊結(jié)構(gòu)型式時，滾環(huán)不僅可以承受動渦旋盤上的軸向作用力，而且可以防止動渦旋盤的自轉(zhuǎn)，動渦盤與支 圖 轉(zhuǎn)機構(gòu) 架上的滾槽有很高的位置精度要求，而且采用特殊滾環(huán)結(jié)構(gòu)時，主軸偏心是不能自動調(diào)整， 特殊結(jié)構(gòu)滾珠的個數(shù)沒有特殊要求，滾珠少則每個滾珠的受力會增大，滾珠太多，滾槽位置精度及尺寸精度將難以保證。 ③圓柱銷 結(jié)構(gòu)：在機座上安裝孔板，動渦旋體上裝入圓柱銷，圓柱銷插入孔板的孔內(nèi)。 要求：銷半徑 2R,孔徑 4R 特點：受力好，結(jié)構(gòu)簡單，但無支撐作用。 ,圓柱銷結(jié)構(gòu)對銷及槽的位置精度有嚴(yán)格要求。它們的一端與動渦盤或支架過盈配合，另一端則在支架或動禍盤的圓柱槽中作平面運動，如圖 43。 原理：小曲柄銷具有與偏心主軸相等的偏心量 ,其工作過程也與偏心主軸相類似。 特點 :結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易裝配、無慣性力、工藝性較好、轉(zhuǎn)動靈活、不易磨損、適合于大小偏心距的渦旋 機械 ,但是制造精度較高 ,滑潤比較困難。此種此種機構(gòu)主要用于大渦旋盤流體機械中。 軸承及支承 由于本設(shè)計的渦旋壓縮機的氣壓值并不高，于是選擇兩個深溝球軸承。 曲軸做旋轉(zhuǎn)運動還需要支承，支承的效果會影響軸承的受力狀況和曲軸的工作狀態(tài)，在本設(shè)計中利用支架體的軸承座作為支 承部分，本設(shè)計中有上下支承，用于安裝軸承并支撐主軸，上支架體如 圖 44,用于支撐十字環(huán)和主軸承。由于加工精度、裝配精度以及動渦盤受力等影響，渦旋壓縮機的壓縮腔會有一定的徑向和軸向間隙，這些間隙必須采取有效的密封措施。 徑向密封 徑向密封主要靠控制動渦盤與 靜渦盤渦旋體側(cè)壁面之間的徑向間隙來實現(xiàn)的。實際上由于形位精度及裝配精度的影響，動靜渦盤渦旋體的側(cè)壁面之間會有輕微的接觸。 當(dāng)主軸偏心量 Ror，動靜渦旋體的壁厚 t 和節(jié)距 p不滿足tpRor ?? 2 時，會出現(xiàn)以下情況： ①在 tpRor ?2?時，動靜渦盤的渦旋體側(cè)壁面之間有很大的接觸 圖 力，嚴(yán)重時渦旋壓縮機無法裝配或不能正常運轉(zhuǎn)。 解決以上兩種異常情況的方法之一，就是渦旋壓縮機的回轉(zhuǎn)半徑能夠 自動調(diào)節(jié) Ror，使實際偏心量滿足 p和 t的要求，解決了渦旋壓縮機的徑向間隙密封和可靠性運轉(zhuǎn)問題。 當(dāng)動渦盤背壓施加一定的作用力來限制壓縮腔中的氣體對動渦盤的作用力，而導(dǎo)致動靜渦盤沿軸向脫離時，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，即依照渦旋盤的加工精度來保證軸向間隙的有效密封，背壓腔平衡機構(gòu)就是采用這種方法。在這種情況下，密封軸承間隙的有效方法之一就是設(shè)立密封條，其材料常采用聚四氟乙烯，即優(yōu)質(zhì)的 PTFE 樹脂。 潤滑 渦旋壓縮機的軸承、各個相對滑動摩擦表面都需要潤滑，油怎樣到達(dá)各個摩擦面就成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重點。而本設(shè)計為低壓渦旋壓縮機，通過在主軸鉆通油孔，并在主軸底部安裝油泵 ，潤滑油通過油泵的壓縮從主軸的油孔進(jìn)入曲柄銷與動渦盤的裝配處，而后通過縫隙向下流到主軸承潤滑主軸承，而后繼續(xù)沿著主軸與支架體的縫隙經(jīng)過副軸承最終回到油池，而少 許的油霧隨著制冷劑進(jìn)入到渦旋體中對渦旋體進(jìn)行潤滑。 圖 壓縮機總體設(shè)計圖 1螺栓 2彈簧墊圈 3靜渦盤 4軸承 5動渦盤 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靜盤螺釘 16鍵 17墊圈 18動盤 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 動渦盤 油泵 深溝球軸承 總 結(jié) 近 三 個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束。 在整個設(shè)計中，通過查閱及搜集相關(guān)資料，我了解到了渦旋壓縮機設(shè)計的一般過程，熟悉了與我們專業(yè)息息相關(guān)的繪圖軟件和辦公軟件，學(xué)會了查閱各種資料及如何運用所查到的資料。 本設(shè)計中采用的繪圖工具有 AUTOCAD、 、 CAXA 等，提高了繪圖質(zhì)量縮短了繪圖時間，通過 UG的 Xastran 解算器的有限元分析大大減少了我的計算量、工作量，計算機輔助設(shè)計制造在未來的機械領(lǐng)域的重要性可見一斑。通過本次設(shè)計，我更加清醒地認(rèn)識到，要得到一套合格的設(shè)計方案，沒有一定的理論知識，沒有一定的軟件使用能力，沒有一定的實踐經(jīng)驗，沒有耐心細(xì)心的計算是不行的。 參考文獻(xiàn) [1]劉振全 . 渦旋式流體機械與渦旋壓縮機 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 [2]王宗明 . 壓縮機 [M]. 北京：中國石化出版社， 2021 年 [3]李連生 . 渦旋壓縮機 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1998 年 [4]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：全封閉渦旋式制冷壓縮機 . 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