双叶片转子式压缩机径向泄漏改善及优化设计

通过对双叶片转子式压缩机泵体受力特性分析,结合制冷剂、润滑油溶解特性,建立了双叶片压缩机径向泄漏对容积效率的影响计算模型。通过优化计算发现,双叶片转子式压缩机如果保持原有的圆形气缸设计,由于径向泄漏大增,容积效率较低。只有将气缸内径设计为椭圆形结构,才能有效降低径向泄漏,获得较高的容积效率。     

滚动转子式压缩机气缸优化分析与验证

滚动转子式压缩机由于其自身的诸多优点,被广泛应用于小排量制冷设备中,例如小型分体式空调器、车载驻车空调器等。随着世界各国对环境的越加重视,为减少能源消耗、降低排放,需要对压缩机的零部件进行结构尺寸的持续优化。通过理论分析及压缩机样本的性能对比试验可知,降低气缸高度可有效提高泵体的容积效率,提升压缩机效率,达到节能减排的目的。     

直流调速转子式压缩机泵体径向间隙的研究

为提高直流调速空调器的全年能源效率性能，针对转子式压缩机，通过理论分析及试验验证，提出了降低其气缸与转子径向泄漏，提高泵体容积效率的新措施：即优化泵体CP间隙最小值的定心位置。结果表明：不同的工况下的高低压压力比不同，压力比越大，CP间隙最小值定心位置角度最佳位置就越大。将压缩机泵体CP间隙最小值定心位置角度定在240°～260°之间，该措施实现了压缩机低频性能提高0.98%的目标。在此基础上，通过优化压缩机与空调器的性能匹配，使得空调器全年能源效率性能提高1.98%，最终满足了空调器产品性能提高的需求。     

热固耦合形变对BOG压缩机迷宫密封间隙的影响

大型BOG往复压缩机的压缩介质温度很低,气缸和活塞体在工作中承受着较大的应力载荷和温度负荷,变量对密封间隙的影响。结果表明:在热固耦合作用下,活塞和气缸两者变形量最大值均发生在活塞向上压缩的行程末端,其中,气缸变形量最大发生在缸体顶沿位置,活塞最大变形发生在活塞顶部端面中间环形部位。模拟分析表明,活塞与气缸产生的变形可使该大型BOG往复式压缩机压缩过程中密檿檿檿檿檿檿檿对活塞与气缸的间隙产生显著影响,并间接影响迷宫密封性能。为研究热固耦合形变对迷宫密封的影响,以某大型BOG往复式压缩机为例,以ANSYS Workbench为仿真平台,采用热固耦合方法对气缸和活塞进行仿真分析,得到气缸与活塞在热固耦合作用下的形变规律,确定其形封间隙增加0. 1～0. 15 mm的变形量。     

叶片数和安装角对氦气压缩机性能影响研究

使用ANSYS软件对主氦风机的叶轮进行模型建立和数值模拟,分别对叶轮的叶片出口安装角为27.5°～37.5°和叶片数为15～19的氦气压缩机进行建模和仿真计算,分析叶轮叶片出口安装角和叶片数对氦气压缩机内部流场和效率的影响。结果表明:随着叶片出口安装角的增大,叶轮的出口压力增加,但压缩机的多变效率下降;随着叶轮叶片数的增加,叶轮出口压力增加,在70%设计流量工况下,减少叶轮叶片数会导致压缩机多变效率下降;当流量大于设计流量时,增加叶片数则导致压缩机多变效率下降。     

R134a小型活塞式制冷压缩机气缸头部积炭现象的原因分析

根据理论公式及试验现象分析了R134a冰箱压缩机气缸头部积炭现象产生的原因,积炭对压缩机性能的影响,从降低气缸头部温度、提高冷冻油热稳定性,以及根据压缩机使用工况合理选用压缩机角度,提出了减少积炭现象的方法和措施。     

无油润滑压缩机活塞密封的试验研究

文章叙述了为提高无油润滑压缩机可靠性对高、中、低压活塞密封所进行的试验,介绍了不同应用范围活塞密封的结构和材料。试验结果表明;小流量压缩机的高压级采用套筒密封可以达到满意的效果,特别是中低压级,采用一槽双环内衬弹力环的结构可以提高输气系数。单作用压缩机采用气缸中心线和曲轴回转中心线不共面的结构可以减少侧压力。文章还提出提高活塞密封寿命的途径,给出了整体导向环残余变形曲线及活塞与气缸之间间隙、环的安装间隙的经验值。表6,图5。     

静止叶片式空气压缩机的研究

提出了一种新型静止叶片式空气压缩机,该压缩机具有一个做摆动运动的转子和一个静止不动的叶片,叶片的外端与气缸的内孔壁面密封紧固连接,叶片的侧端与端盖密封紧固连接,借此减少了气体直接从压缩腔向吸气腔窜逸的通道,有效地消除了压缩机在这些部件间的泄漏损失和摩擦损耗。介绍了压缩机的结构特点及工作原理,建立了压缩机的数学模型。研究表明:转子的扭摆惯性力矩对滑块与叶片运动副的摩擦及磨损有较大影响,应减小转子的转动惯量以降低滑块与叶片间的接触力;转子与端盖的轴向间隙对压缩机内部泄漏损失十分敏感,应采取轴向密封措施以减少转子轴端处的泄漏量。     

润滑油对R134a冰箱压缩机性能的影响

分析了润滑油粘度对冰箱压缩机功率消耗的影响,探讨了冰箱压缩机活塞与气缸间隙对其润滑与密封的影响。通过试验证明,在合理的活塞与气缸间隙下,将通常所用的润滑油改为更低粘度的润滑油,不仅可以显著提高冰箱压缩机的性能指标,而且满足可靠性的要求。     

叶顶小间隙和周向槽耦合作用对轴流压缩机性能的影响

以单通道轴流压缩机rotor37为研究对象,合理设计了叶顶小间隙和周向槽,采用数值计算的方法,研究叶顶小间隙和周向槽耦合作用对轴流压缩机性能的影响.计算结果表明,可以在不降低效率的同时,有效地扩大压缩机的稳定裕度,提高压比.在此基础上,对其机理进行深入分析,认为适当减小间隙可以有效降低叶顶泄漏流,提高效率.周向浅槽由于增加径向流动,增加了损耗,但是可以改善压比和稳定裕度.两者的耦合作用,可以在不降低效率的同时,有效地扩大压缩机的稳定裕度.     

新型单缸双腔滚动转子压缩机理论研究

随着滚动转子压缩机功率使用范围的增大,转子所占体积已成为不可忽略的部分,直接导致气缸的空间利用率下降。提出一种具有新结构的单缸双腔型滚动转子压缩机结构形式,即将转子内部掏空,形成一个新的月牙形空间,从而增加了一个工作腔,大幅度提高了气缸空间利用率。与传统的单、双缸滚动转子压缩机相比,在相同体积下,这种结构具有更大的排气量,拓宽了滚动转子压缩机的使用范围。     

滚动轴承刚度及转子系统动力学网络计算系统的设计和实现

分析了基于MATLAB的网络远程程序调用的方法。根据浏览器／服务器架构分析了滚动轴承刚度及转子系统动力学网络计算系统的系统结构征架，许实现了滚动轴承刚度估算模块，滚动轴承静刚度和动刚度计算模块，转子系统稳定性计算和转子系统临界转速计算模块。该系统能够有效地实现滚动轴承及转子系统产品设计资源的共享和资源的利用效率。     

轴向柱塞泵主轴及缸体旋转组件临界转速分析

以斜盘式轴向柱塞泵的主轴及缸体旋转组件组成的转子系统为研究对象,分别利用传递矩阵法及ANSYS有限元分析方法得到了其临界转速,即转子发生共振时的转速,通过两者结果的对比,证明了有限元方法的准确性;进而通过有限元分析,得出增加轴承刚度及减小缸体质量可以有效提高轴向柱塞泵转子系统的一阶临界转速的结论。通过研究,提出了轴向柱塞泵转子系统临界转速的计算方法,为进一步研究轴向柱塞泵转子系统的动力学特性奠定基础。     

气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统，利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明：制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因；在气动发动机能量转移系统中，应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气；采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气，可以提高气动发动机的指示效率；在能量转移系统中，应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失；合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。     

Vibration analysis on the rolling element bearing-rotor system of an air blower

Air blowers are widely used in industry. The vibration of the rolling bearing-rotor is a key factor in the blower’s performance because it significantly influences the security and working life of the whole system. In previous research on the vibration characteristics of the air blower, the supporting rolling element bearing was always simplified as a particle on a shaft with radial stiffness and damping coefficient. Such simplification neglects the effects of the bearing structure on the vibration performance of the rotor system. In this paper, a numerical model of the bending stiffness of the tapered roller bearing was established through mechanics and deformation analysis. On the base of the model, a new TMM (transfer matrix method) for bearing-rotor system was established; the new TMM considers the influences of the bearing structure on the vibration of the rotor system. Furthermore, modal analysis on an air blower rotor system was carried out by using the new TMM, and the mode shape, critical speed and unbalance response of the air blower system were obtained. The same blower rotor was also analyzed by FEM to verify the validation of the new TMM, showing that the new method proposed in this paper for vibration characteristics calculation of an air blower is credible.     

采用油膜密封的转子压缩机内间隙泄漏研究

在转子压缩机内转子和气缸之间采用间隙配合，其泄漏通道通过油膜来密封的。考虑到转子径向间隙的动态变化，利用润滑油流动模型来计算它的制冷剂泄漏量，通过保持其它配合间隙不变，只改变转子径向间隙的性能试验来检验油膜的密封效果。结果表明，合理地设计转子径向配合的间隙值，可以有效地降低转子压缩机的泄漏损失。     

半主动升沉补偿系统的非线性建模与仿真

为验证液压缸非线性力对半主动升沉补偿系统的影响,设计了一种半主动升沉补偿系统的非线性模型,并提出了提高系统补偿效率的方法。首先建立液压缸受到的非线性摩擦力和非线性弹簧力的仿真模型,然后将非线性力的影响加入到被动和半主动升沉补偿仿真模型中,最后提出了增大液压缸和蓄能器之间的油管直径的方法以提高半主动升沉系统补偿效率。仿真结果表明:在峰值为6 m,周期为10 s的规则正弦波浪作为船舶升沉位移输入时,非线性摩擦力会使被动和半主动升沉补偿系统的补偿效率降低,而非线性弹簧力对系统的影响较小,可以忽略不计。提出的方法能有效提高半主动升沉补偿系统补偿效率。     

A slip-line field analysis of the rolling contact problem at high loads

An analysis of the steady rolling of a rough rigid cylinder over the surface of a rigid-perfectly plastic solid is presented. An exact slip-line field solution is investigated by using some recently developed techniques. It is shown that the solution is not uniquely defined and infinitely many complete solutions can be constructed for given boundary conditions. The numerical results show interesting variations of the deformation pattern and of rolling resistance at high loads. The limits are predicted to the magnitudes of the applied load and braking torque for which the steady rolling is possible.     

圆柱形三自由度超声电机输出性能的仿真设计

研制了一种基于两个二阶弯振模态和一个一阶纵振模态的圆柱形三自由度超声电机.其定子的长度、直径和质量分别为20 mm,56 mm和130 g;转子直径为25 mm;转子绕X、Y和z-轴的空载转速分别为33、35和66 r·min-1,堵转矩分别为24.8、36.6和30.2 mN·m.根据圆柱形三自由度超声电机的结构和工作原理,建立了它的输出性能仿真数学模型.用有限元方法对定子进行结构动力学分析,得到定子上各驱动点的工作频率和工作振幅,计算驱动点的位移和速度;假设定子和转子是弹性接触的,即定、转子之间的接触点由一系列弹簧相连接,根据定、转子的相对运动和胡克定理,计算出每个接触弹簧的变形和弹性力;计算定、转子之间的摩擦力;进而计算出电机的输出力矩、功率损失和驱动效率.根据所建立的数学模型,用MATLAB软件编制了仿真设计程序,计算出电机的输出性能,并与实验结果进行了比较和分析.实验显示,当输出转矩较小时,仿真结果与实验结果符合良好;随着输出转矩的增加,二者之间的误差逐渐增大,而且实验值小于仿真值.结果表明,实际输出性能的下降是由定、转子之间的打滑造成的.电机输出性能仿真的实现,将为电机的性能预估和优化设计打下理论基础.     

一种液压缸串联式组合密封及流场分析

针对液压缸传统的活塞密封,如接触密封、间隙密封存在的不足,将接触密封与间隙密封沿活塞轴向有机集成,提出一种新型串联式组合密封结构。建立该结构的数值分析模型,通过数值仿真获得流场压力分布、密封圈变形与内泄漏特性,以及结构参数对密封性能的影响规律。结果表明：在进出口压力相同的情况下,相比于接触密封,组合密封的内部结构中压力损失更大,密封圈受到的压力和冲击更小,有利于减少密封件变形;组合密封结构中端部的间隙密封对油液实施了阻滞,使中间的密封圈承受的油液冲击和压力变弱,因而密封圈变形更小;组合密封的多级密封结构能更好地屏蔽泄漏,提升密封性能;组合密封内泄漏受间隙密封长度、密封间隙和油液压力的影响,增大间隙密封长度、减小密封间隙和油液压力,可减少泄漏量。内泄漏物理实验进一步表明,该组合密封能有效减少内泄漏量,提高密封性能,且在密封圈出现损伤故障时,仍能在很大程度上抑制或减少内泄漏,提高密封效果与可靠性。