無油潤滑雙渦圈渦旋壓縮機動力特性研究.pdf

1、渦旋壓縮機作為一種新型高效、低噪的容積式壓縮機，與其它類型壓縮機相比較具有不可替代的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于制冷空調(diào)等領(lǐng)域。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和加工制造技術(shù)的提高，渦旋壓縮機的應(yīng)用領(lǐng)域得到更為廣闊的發(fā)展。雙渦圈結(jié)構(gòu)的采用使其向大氣量發(fā)展，無油潤滑的設(shè)計使其能夠滿足某些潔凈氣體需求的特殊場合。因此，研制與開發(fā)高性能的無油潤滑雙渦圈渦旋壓縮機具有重大的現(xiàn)實意義。本文以國家自然科學(xué)基金項目“無油潤滑渦旋式壓縮機的摩擦學(xué)與動力學(xué)耦合問題研究”和“變

2、容量渦旋壓縮機潤滑摩擦特性與轉(zhuǎn)子動力學(xué)行為研究”為依托，以無油潤滑雙渦圈渦旋壓縮機為研究對象，基于圓漸開線理論，建立了雙渦圈渦旋壓縮機壓縮腔幾何模型，泄漏模型、傳熱模型、動力學(xué)模型;通過動渦盤傾覆，徑向隨變機構(gòu)動力特性、轉(zhuǎn)子系平衡特性及考慮鉸間間隙的機構(gòu)動力學(xué)特性分析，為無油潤滑雙渦圈渦旋壓縮機的可靠性設(shè)計及高性能研制提供了理論基礎(chǔ)
　　首先對中間切齒的雙渦圈結(jié)構(gòu)，以0°吸氣角為目標，建立了適用于渦旋齒展開圈數(shù)為整數(shù)圈和非整數(shù)圈結(jié)

3、構(gòu)幾何理論分析用坐標系，并用渦旋齒型線終端中心面展角和渦旋齒型線始端中心面展角定義了壓縮機的排氣角，建立了一套完整的渦旋腔工作過程的幾何理論。該理論動態(tài)地描述出動、靜渦盤嚙合過程中，各壓縮腔容積的變化過程;從工作腔的形成規(guī)律及鄰近腔氣體間的泄漏及換熱等方面分析了雙渦圈結(jié)構(gòu)在工作過程方面的特點。
　　在全面分析無油潤滑雙渦圈渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)、受力、泄漏和潤滑等特點基礎(chǔ)上，對壓縮機的摩擦副進行了分類和分析，建立了徑向軸承摩擦副、動靜渦

4、旋齒側(cè)面嚙合摩擦副的摩擦力數(shù)學(xué)表達式;對含自潤滑材料的摩擦副應(yīng)用摩擦學(xué)理論分析;通過對摩擦副摩擦力的分析，建立了各主要零件的力學(xué)模型。
　　基于動渦盤的受力特點，建立了動渦盤傾覆力矩數(shù)學(xué)模型，定義了傾覆力矩方位角，依據(jù)滾子軸承分析的基礎(chǔ)理論—Hertz彈性接觸理論，建立了無內(nèi)圈滾針軸承徑向載荷和變形之間的關(guān)系式和外圈傾斜與變形之間的關(guān)系，最后給出徑向力和傾覆并存時驅(qū)動軸承的力學(xué)模型，為渦旋幾何參數(shù)和驅(qū)動軸承的選擇提供依據(jù)。

5、　　基于渦旋壓縮機平行四桿機構(gòu)模型，應(yīng)用機構(gòu)學(xué)理論，對固定配重法轉(zhuǎn)子系平衡進行分析，提出動平衡設(shè)計中不同的設(shè)計思想;建立了平衡重偏置時轉(zhuǎn)子系不平衡及主、副軸承承載的數(shù)學(xué)模型;依據(jù)徑向隨變機構(gòu)隨變原理，分析其徑向調(diào)節(jié)給轉(zhuǎn)子系平衡帶來的影響;利用虛功原理，建立轉(zhuǎn)子系輸入扭矩數(shù)學(xué)模型，并分別就平衡重偏置和尺寸誤差對轉(zhuǎn)子系輸入扭矩的影響進行分析，結(jié)果對加工精度裝配精度的選擇提供理論依據(jù)。
　　考慮尺寸誤差、運動副間隙和磨損間隙的存在，渦旋

6、壓縮機不能完全滿足理想平行四桿的條件，以渦旋壓縮機平行四桿機構(gòu)為對象，建立考慮運動副間隙的平行四連桿機構(gòu)動力學(xué)模型，并將含間隙運動副的間隙矢量模型、間隙接觸碰撞力模型和摩擦力模型嵌入ADAMS軟件進行動力學(xué)仿真，分析含鉸間間隙機構(gòu)的動態(tài)特性，為研究間隙鉸的動態(tài)磨損特性奠定基礎(chǔ)。
　　通過摩擦性能試驗、動平衡試驗和樣機性能試驗，驗證了動、靜渦盤鑲嵌自潤滑材料的可靠性，動平衡試驗必要性及試驗方法的準確性，為高性能無油潤滑渦旋壓縮機的研