半封闭双螺杆制冷压缩机的研究与开发.pdf(2)

☆ 电缆接头、电瓶接头、橡胶门密封、开关、橡胶及塑料o型圈用的密封润滑剂，用在穿刺线夹的齿型口...。 图 8 为轮齿 的综合 弹性变 形 云 图， 从 图 8可 知齿面接触 区域各 点 的综合 弹性变形 各不相 同， 须对 各个位 移值取平均值 ， 提 取接触 力大于 0 的节 点， 绘制其变形位 移 曲线如 图 9 所示 ， 再使用 图 5 表 2 参数 的 5 对 齿 有 限元 模 型 软件 的平均值 处 理 功 能， 可 得 到平 均位 移 曲线如 图4 13 齿轮有 限元 分析模 型 前处 理 10 所 示 。齿条加工工艺流程，生产中遇到如图所示的长齿条加工，由于没有通用设备可直接进行加工，我们可将该零件放在已改装的Ⅱ型车床上加工，或在型铣床上加工.图工件（齿条零件）简图Ⅱ型车床上车齿在Ⅱ型车床上车削齿条时，按展成法原理加工齿廓表面，采用插齿刀，插齿刀和工件相当于齿轮齿条啮合时的运动，轴线垂直于导轨的插齿刀安装在床鞍的车齿装置内，一边转动，一边作纵向移动，并由内联系传动链保证：插齿刀转一转时，床鞍的纵向移动距离为插齿刀节圆周长，内联系传动链由溜板箱改装成车齿装置实现，如图所示.改装好的机床变换了原机床挂轮箱内的挂轮齿数，使进给箱中的滑移齿轮同时接通进给箱中的光杠和丝杠，将插齿刀的回转运动和车齿装置的运动联系起来.在床鞍上增设车齿装置，包括挂轮组（齿轮，）和插齿刀的传动装置，在主轴和尾架之间安装夹具及防振阻尼装置，在夹具上可同时安装个工件.图车齿装置传动系统图车削不同模数。

1．1．5研究热点制造技术的发展以及许多理论和实践上的研究成果不断地应用于生产实际，使螺杆 压缩机在各领域中得到了迅速发展，特别是在制冷空调领域。围绕着提高压缩机的性能， 国际上近十几年来的研究工作，有以下几个热点：(1)型线几何和转子几何；(2)间 隙、气体泄漏和油的影响； (3)压缩机数学模型和计算机模拟技术；(4)其它方面的 研究1)型线几何和转子几何转子的端面型线在很大程度上决定了螺杆压缩机的性能。衡量型线的效率主要有以 下几个因素： (1)小的接触力；(2)光滑的力矩传递和可靠的油膜形成能力；(3) 较短的啮合线和较小的泄漏三角形： (4)大的面积利用率；(5)容易且高效的生产最近10年来，研究机构和压缩机生产商推出了很多新型线，如Hyper型线、SRM．G 型线f24】、西安交大的X31和X32型线【”、N型线等【19】。新型线的产生与螺杆啮合原理的研究息息相关。邓定国【17】详述了转子端面型线生成 的解析法；刑子文【l】总结了型线与转子几何的计算方法；这些方法都是采用了“转子生 成转子”的思想。Stisic将齿轮与齿条的啮合原理应用于螺杆压缩机端面型线的研究中，大连理工大学学位硕论文 发展了N型线。

DmytroZaytesv则利用啮合线与端面型线的关系，依据啮合线来生成、 修改端面型线u埘。螺杆压缩机中决定泄漏量大小的两个重要参数-．接触线长度和泄漏三角形面积都由 端面型线和转子几何参数决定，准确地计算接触线长度和泄漏三角形的面积是准确评估 型线性能的前提，反过来又可指导我们设计出性能更优越的转子型线。2)间隙、气体泄漏和油的影响双螺杆压缩机的热力学性能受泄漏通道的影响非常强烈。这些泄漏通道有的是由于 工作的需要而在设计中预留的间隙，有的是机器本身的几何特性决定的。间隙设计是螺 杆压缩机中的重要问题，螺杆压缩机是靠间隙来密封气体的，间隙必须足够小以提高容 积效率，同时，由于制造缺陷及工作时温度、压力、负荷引发的变形不可避免，必须留 有足够的间隙来防止部件问的干涉。螺杆压缩机中有三个非常重要的间隙： (1)齿间 间隙； (2)转子排气端面与机体间隙；(3)转予齿顶与机体孔间隙。在螺杆压缩机中，转子啮合形成一条接触线，接触线上有一层油膜用来传递力矩， 必须保证接触线处有足够的间隙(即齿间间隙)以保证机器的安全运行，同时还要使该 间隙尽量小以减少泄漏。齿间间隙的获得方法有加工修正法和型线、型面修正法。

近几年， Stosic等研究人员和机构提出了一种新的型线修正法，来获得独特的法向齿间间隙的分 布【6一。日立公司根据转子热弹性变形的分析结果，对转子齿型修正、热补偿设计、转 子配合间隙的确定进行了研究和实验，发现采用热补偿设计法与传统的设计方法相比， 运转中转子间隙大幅减小，压缩机效率大幅提高【9】。Stosic等人研究转子偏离理想位置o】。由于 的情况，将三维问题转化为端面上的二维问题进行研究，进而研究转子的干涉【l 间隙与很多因素有关系，间隙值的确定是一项非常复杂和困难的工作，到目前为止，还 没有完全解决这一问题。在设计过程中，还要依靠经验的帮助。喷油螺杆压缩机性能的重要保证是向工作腔中喷入适量润滑油。润滑油起到润滑、 密封、降噪、冷却的作用。润滑油在降低压缩功的同时还增加了粘性剪切力和搅拌功。 喷入的油的状态、运动及它所参与的热力过程非常复杂，同由于润滑油中溶有制冷剂， 更加大了它的复杂程度，至今没有一个很好的理论上的解释。Stosic、JohnS．f、西安交 大都对润滑油的状态和热力过程进行了一些深入的研究[1,23331。3)压缩机数学模型和计算机模拟技术近些年来，研究人员对压缩机工作过程的计算机模拟进行了大量的研究。

在新产品 的设计过程中，设计人员可以通过模拟程序快速地预测新机器的性能，并以此为依据对 设计进行修改，可加快新产品的设计周期：而对于已有产品或新产品样机，为了得到它半封闭双螺杆制冷压缩机的研究与开发 的全性能曲线，需要做大量的试验，这是一个既费时间又费金钱的工作，通过模拟程序， 可以大大减小这个工作量。N．Stosic、Johns．Fleming、Dmy打oZaytesv、西安交大等研究 人员和机构都对此作了研究，提出了自己的模拟程序[1,6,16m．221。要进行计算机模拟，首先要建立压缩机热力学过程的的数学模型，而对于热力学过 程的研究主要有三个方面：传热、泄漏和气体的流动。传热是螺杆压缩机中的重要问题。 在喷油螺杆压缩机中，喷入的油与工质问产生强烈的热交换，由于喷入的油的运动和分 布非常复杂，所以油与工质的换热计算有较大难度。不同的学者针对润滑油和油与工质 的换热提出了不同的数学模型。而对于壁面与流体的换热，也有不同的模型【6'331。评价螺杆压缩机性能优劣的重要指标是容积效率，而泄露是影响容积效率的最主要 因素。螺杆压缩机采用间隙密封，它的泄漏通道有5条：阴阳转子接触线、转子齿顶与 机体孔密封线、泄漏三角形、吸气端面间隙和排气端面间隙。

由于润滑油的存在，泄漏 的计算也较复杂。由于各通道的几何形状、工作状态差别很大，应选用不同的数学模型。在某一确定工况下，压缩机的性能既跟转子型线有关，又与喷油位置、喷油量、内 容积比等参数有关，同时这些参数之间又有复杂的相互影响。N．Stosic开发了一套螺杆 压缩机的优化程序，它以压缩机的性能指标为优化目标，输入参数既包括几何参数又包 括运行工况参数16]。该软件包包含了压缩机几何参数计算模型、热力过程数学模型、流 体流动数学模型及其它过程模型，例如流体泄漏模型、喷油模型、热交换模型、摩擦损 失模型等。利用它，为设计人员为某一确定工况设计出最优的压缩机提供了帮助。近几年，计算机流体分析技术(CFD)也应用于压缩机的研究，可以对压缩机的内 部进行更详细的研究(包括压缩机内部流场、油气分布等)。KOVA等人在这方面做了 大量的研究工作，取得了一些成果llq。4)其它方面的研究在加工方法上，Hokoyd公司新开发的转子磨床将螺杆压缩机转子的加工水平提高 了一大步刚。该机床将磨床、砂轮修整器、三坐标测量仪集成在一台机床上，可在加工u 过程中对工件进行测量并自动修整砂轮，可使转子齿的加工误差控制在5 m以内。

模块机和螺杆机双螺杆制冷压缩机，多联机的区别：模块机和螺杆机都是水系统，即从主机出来的是冷冻水，供到室内末端风盘之类的设备上进行制冷。由于在相同制冷量下，离心机采用的是单压缩机形式，而螺杆机为多压缩机形式，且具有独立制冷系统，这样在维护、维修状态下，苏州安士佳螺杆机只需单个压缩机，其它照常工作，不影响整体运行，绝对可满足大楼负荷需要。小批量生产制冷设备也应该采取冷媒机定量加注一次完成，避免来回充放制冷剂造成冷冻机油排出压缩机外无法正常工作。

接着又与伦敦城市大学合作，引进了N．Stosic教授的“N”型线。由于生产和生活水平的提高，中央空调市场非常之大，而中央空调系统中的制冷机 大多采用半封闭螺杆压缩机。目前无论在国际市场或国内市场，单以台数来计，半封闭 螵杆压缩机的生产数量远远超过开启式。由于半封闭压缩机的一些优点，它的应用范围 在不断扩大，已经超出了中央空调的范围，例如热泵系统和低温系统。由于我厂半封闭 螺杆压缩机是在90年代中期开发出来的，借鉴的产品是80年代末90年代初的产品， 十几年来螺杆压缩机技术有了新的发展，目前产品存在进一步提高性能的潜力，同时为 了将新引进了转子磨床和“N”型线应用到半封闭螺杆压缩机中，厂里决定重新设计半 封闭螺杆压缩机，并派遣包括本人在内的设计人员到伦敦城市大学进行半年的螺杆压缩 机设计培训。 1．2．2本文的主要内容本文结合作城市大学培训内容，以“半封闭双螺杆制冷压缩机的研究及开发”为题， 参考我厂已有产品，重新设计一台转子直径136mm的半封闭螺杆制冷压缩机。主要内 容如下：1．介绍“N”型线及Sc0RPATH(螺杆压缩机优化转子型线和热力过程)软件；2．转子型线及转子的设计：3．压缩机结构设计及吸、排气口的设计计算；4．压缩过程热力计算；5．轴承寿命及转子强度的计算； ——兰塾塑翌堡壁!幽垫塑堑壅量墅叁6．压缩机性能试验。

滑轨的轨迹形式较多，如圆弧、曲线、直线及直线+曲线。所谓直线和曲线是指尖轨的工作边（和车轮接触的那一边）是直线还是曲线，不同开别的直线尖轨是可以通用的、曲线尖轨是不能通用的，就是说备用料的时候曲线尖轨的道岔种类要多一倍。答：（1）啮合线位置不因齿轮和齿条间的相对位置变化而变化，永远是切于基圆又垂直于齿条直线齿廓的一条固定直线。

转子深度 80mm，排量 1.3l，三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身也绕其中心自转。精确分析线圈的射频场,很困难. 毕-萨定律, 常被用于预估线圈的静态电流的磁场分布，绘制各个截面上的场强的等高线图.结果给设计者一个直观的初步印象. 下面四张图片中的电流通路模型,分别对应，表面线圈(singleloop)、亥姆霍兹线圈、非均匀放置的8个圆环(foilrings,假设电流均匀分布在薄导体面上)、8匝均匀螺线管(solenoid).图中所有几何刻度, 是除以半径(radius)r后的值,r =70mm.场强值(bxy)减去(标量运算,用前缀“s_”标示)几何中心点上的值的差,再除以几何中心点上的值,其结果用于绘制等高线图.等高线间距为0.025,高度值的最大范围为-5至5,但是跳过了中心点的数值0.。粘度、粘力、流动的阻力(与扭矩传感器的松紧有关)与转子的转速与转子形状有关，当转速增加或转子增大时粘力会加大。

3、6、2轴封隔板汽封间隙的测量调整3、6、2、1 测量先将转子吊入汽缸，然后用塞尺在转子左右两侧逐步测量汽封间隙，测量时用力应均匀一致，对于汽封下部、顶部的径向间隙用压胶布法检查，印在轴封和隔板汽封齿上，沿轴向贴上白胶布，白胶布必须紧贴在汽封齿上。硬度为45-50度四面研磨：有 压力角：20˙度 右旋角：19度31`42" 模数m1 ~ m10精度等级：9h25 材料：（s45c中碳钢）5 长度：1000mm高频淬火直齿齿条欧标10级精度直齿 齿型：直齿齿面处理：精铣 硬度处理：热处理45～50度 四面研磨：无 压力角：20˙度 模数m1 ~ m10精度等级：10h25 材料：（s45c中碳钢）5 长度：1000mm高频淬斜齿齿条欧标10级精度斜齿齿型：斜齿齿面处理：精铣 硬度处理：热处理。 收敛 ， 将 分析过 程 分三 步来 完成 ： ① 接触 齿面存 在 机床 安装 根锥 角 d 纵 ' 齿侧 间隙 的初 始位 置 下 ， 在 大轮 自 的 由 m m 绕 身轴线 自 水 平 轮位 h ／ ' x m m 床位 e ／ 度 上 施 加微 小转动 量 ， 小轮施 加 固定边 界条件 ， 即 垂 直轮 位 v t m m 可 消 除齿侧 间隙， 使 两 齿面 发 生 接 触 ， 同时使计 算 刀 盘 安装偏心 角 ： 。

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