十字滑环防自转机构间隙对涡旋啮合特性的影响

为了探讨涡旋压缩机中十字滑环防自转机构间隙对涡旋啮合特性的影响.根据压缩腔的几何学理论,建立了动涡旋发生自转时涡旋型线的描述方程,确定了涡旋盘自转前后啮合位置的变化规律.并通过结合啮合规律和几何关系,推导出自转角与涡旋盘径向啮合间隙的关系表达式.在得到动静涡旋盘为保证正常工作可允许的最大自转范围的同时,以动涡旋盘与十字...     

一种变频涡旋压缩机的径向密封机构

分析了普通变频涡旋压缩机动静涡旋齿间的径向密封机理,找出了普通变频涡旋压缩机动静涡旋齿间的径向密封存在问题的根源.设计了一种新型径向密封机构,该机构既能保证压缩机在较宽变频范围内仍具有较好的密封性能,又能实现动涡盘的径向退让,同时可降低变频涡旋压缩机的曲轴和涡旋盘的加工和装配精度及动涡盘轴承的装配精度,是一种经济性和实用性均较强的机构.     

涡旋压缩机型线的误差灵敏度与径向啮合间隙的相关分析

提出了涡旋压缩机型线自转误差灵敏度的定义,并通过型线自转误差灵敏度和径向啮合间隙的几何关系,提出了在考虑动盘存在自转的非理想条件下,计算动态径向啮合间隙的方法,分析了型线类型、型线法向角和动盘自转角对径向啮合间隙的影响,并通过具体算例进行了证明。基于所获得的型线类型和法向角与自转误差灵敏度相关的结论,不仅获得了一个评价型线性能优劣的新的参考指标,而且还推导出了型线误差灵敏区和迟钝区的判定准则。根据这一准则,提出了在灵敏区应严格控制型线加工误差的精度保证措施,从而对减少啮合间隙,提高压缩机气密性具有重要的指导作用。     

基于信息熵的涡旋压缩机振动信号分析

为了定量描述涡旋压缩机的运行状态,应用信息熵理论,建立了一种基于时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时 频域小波能量谱熵和小波空间特征谱熵的振动信号分析方法,并作为综合评价涡旋压缩机振动状态的定量特征指标。实现了在恒转速条件下涡旋盘固有频率的识别,定量分析了动涡盘轴向振动、径向柔性机构及轻微液击等对压缩机的影响。揭示了变转速条件下涡旋盘3种周期激变的运动形式及信息熵随着压缩机转速变化的规律。研究结果为涡旋压缩机故障诊断提供了基础数据。     

圆渐开线型线的涡旋压缩机内部流场模拟分析

涡旋压缩机运行过程中工作腔内部流场状态参数难以通过试验测试获得。为此,以圆渐开线型线的动、静涡旋盘为对象,建立了带有动边界、径向与轴向间隙的动、静涡旋盘啮合的三维流场数值模型。利用CFD动网格技术设置流场边界、内部网格的变形,获得动、静涡旋盘啮合过程内部流场参数,并结合试验对模拟模型进行验证。结果表明:模拟结果与试验结果基本一致,获得了工作腔内流体流动压力和速度的动态分布规律,探索了压缩过程中腔内压力、速度、温度分布不均匀的原因。     

圆渐开线涡旋盘啮合模态分析

为研究涡旋压缩机动静盘啮合时的固有频率,建立了涡旋压缩机动涡旋盘、静旋涡旋盘啮合时的数学模型。通过Solid Works软件建立了两个涡旋盘啮合的三维实体模型,将建立的模型导入有限元软件ANSYS中计算,得到相应的动、静涡旋盘啮合时的6阶固有振型及各阶振型最大位移量。通过对比两种不同材料:灰口铸铁和镁合金,分析得出提高系统固有频率的一种途径。研究成果为涡旋压缩机的设计及在外部激振力作用下的振动响应分析提供了一定的理论依据。     

径向间隙对涡旋压缩机性能的影响

针对涡旋压缩机各压缩腔之间的泄漏问题,对不同径向间隙工况下的涡旋压缩机内部流场特性进行了研究。首先,建立了某型涡旋压缩机真实尺寸的流体域模型,分析了涡旋压缩机工作腔内流动应遵循的规律;然后,利用PumpLinx软件生成了涡旋压缩机流体域结构化网格,并对其不同径向间隙工况下的内部流场进行了数值模拟;最后,研究了径向间隙对涡旋压缩机压力、进出口的质量流量、动涡旋盘的轴功率等特性的瞬态和平均值影响规律。研究结果表明：涡旋压缩机中同一压缩腔的压力分布均匀,而温度分布不均匀,径向间隙越大,则温度不均匀性越明显;当径向间隙从0.02增大到0.08时,压缩机进出口平均质量流量减少,容积效率从92.7%下降到67.9%,而动涡旋盘的平均轴功率增加18.7%;因此,控制径向间隙对改善压缩机动涡旋盘受力不均匀性,提高压缩机的容积效率,减少其功耗具有重要意义。     

涡旋压缩机通用涡旋型线啮合条件研究

针对涡旋压缩机研究领域中的通用型线啮合条件和型线方程相关理论的不完整性,总结了国内外文献关于控制方程和通用型线啮合条件的研究内容,利用平面曲线啮合、微分几何关系、向量计算等理论,根据涡旋压缩机实际工作原理建立了动静盘涡旋型线啮合的数学模型。分别利用动静盘涡旋型线向量表达式证明控制方程,给出讨论;用数学形式说明了通用型线啮合广义条件;通过求取动静盘涡旋型线在啮合点上的曲率半径,验证了以向量表示的型线啮合的必然性。综合以上研究总结得出了比较完整的涡旋型线共轭啮合条件及对应动静盘涡旋型线方程。     

涡旋压缩机工作腔流道仿真模拟及几何模型研究

涡旋压缩机运行过程中工作腔内部流场状态参数难以通过试验测试获取。所以采用数值模拟的方法获得动、静涡旋盘啮合过程中流场的运动变化规律已成为涡旋压缩机热点方向之一。为此,以圆渐开线型线的动、静涡旋盘为对象,从涡旋压缩机的三维实体模型中简化并得到了带有移动边界和轴向间隙的动、静涡旋盘啮合的三维流场数值模型。该模拟以R134a为工作介质,满足流体控制方程和气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型;利用CFD动网格技术设置流场边界,通过内部网格的拉伸、变形获得了工作腔内流体流动的压力、温度和速度的动态分布规律,探索了压缩过程中腔内压力、温度、速度分布不均匀的原因,并针对不同非整数圈和不同转速下的压缩机工作腔进行模拟和对比分析,为今后涡旋压缩机的研发提供理论基础。     

不同载荷及结构对涡旋齿强度影响的有限元分析

为了研究气-热-固及散热片对涡旋盘的变形及应力的综合影响,应用Solidworks建立动、静涡旋的三维实体模型,基于有限元理论采用间接耦合法对动、静涡旋以及动、静涡旋装配后在气体力及热-固耦合状态下的变形和应力进行分析,由计算结果可知动、静涡旋单独分析时最大变形均发生在涡旋齿头顶部,最大应力发生在涡旋齿头根部,静涡旋的变形和应力比动涡旋略大;温度载荷对动、静涡旋的变形和应力分布影响较大,装配后涡旋盘的变形由于互相干涉和约束而减小;研究在不同轴向间隙和径向间隙情况下,动、静涡旋啮合时的最大变形和应力变化趋势,得出涡旋盘的最佳装配间隙;对比分析涡旋体外设散热片对涡旋齿变形的影响,结果表明设置散热片能减小涡旋压缩机涡旋齿的变形,增加运行可靠性。     

涡旋压缩机径向随变机构动力学模型研究

对十字滑环防自转机构和带有径向随变机构的涡旋压缩机结构进行了分析和研究，根据其运动特性．建立了偏心套径向随变机构运动简图和引入虚约束以改善受力和机器运转平稳性的偏心套径向随变机构运动简图。依据机构运动简图可进行机器动力学问题的研究分析。     

涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析

根据曲柄销防自转涡旋压缩机的结构,从平面杆件机构的基本原理出发,分析了机构尺寸误差引起动涡旋自转误差模型,并建立了动涡旋自转误差对动、静涡旋密封间隙影响的计算式,通过算例对曲轴回转一周自转误差引起密封间隙的变化及对压缩机气密性、稳定性和安全性的影响进行了分析讨论。结果表明,对于回转半径固定式曲轴结构的涡旋压缩机,由于曲轴偏心为定值,动涡旋逆时针自转时泄漏间隙增大使密封性能变差,泄漏增加。动涡旋顺时针自转时泄漏间隙减小,较大的自转角有可能造成动、静涡旋齿面硬接触,使摩擦损失增大,长时间运转涡旋齿易产生疲劳断裂,因此设计时应严格控制加工精度,减少尺寸误差带来的不利影响。     

涡旋压缩机理论机构模型

采用曲柄和双滑块机构作为涡旋压缩机的理论机构模型,借助此模型从机构学的基本原理出发对涡旋压缩机的工作原理进行了分析,揭示了涡旋机构成立和实现正确运动的条件和普遍规律。     

基于内压作用的通用型线涡旋齿载荷模型

根据对应的节线类型把压缩腔分为a、b两类,分析压缩腔压力、涡旋齿的作用载荷和应力特点,确定了涡旋齿根弯曲疲劳强度计算准则,得到了基于通用型线的齿根弯曲疲劳强度载荷模型.研究表明：简化涡旋齿为涡旋齿中线,涡旋齿工作时相当于中线内侧受到内压载荷作用,载荷的大小为内外壁面的压力差.涡旋齿上任意点的应力近似于脉动循环的弯曲应力,可用涡旋齿根等效应力用安全系数法以无限寿命计算涡旋齿根弯曲疲劳强度.开始排气角是影响涡旋齿强度和压缩机稳定性的一个重要因素.     

涡旋压缩机的虚拟建模与运动仿真

为了分析涡旋压缩机运动机构的动力特性和运动规律,根据涡旋压缩机的结构和工作原理,采用三维实体建模和虚拟样机软件对其运动机构进行了三维实体建模,通过涡旋压缩机的运动仿真,获得了准确的运动学参数曲线,保证了涡旋压缩机设计的正确性和可靠性,提高了整体设计效率和精度。     

基于Abel-Noble方程的变截面涡旋压缩机径向泄漏机理研究

涡旋压缩机径向泄漏一直是阻碍其发展的技术难题,为了准确计算实际状况的径向泄漏量,根据热力学和流体力学理论,基于Abel-Noble状态方程建立可压缩、考虑壁面摩擦、气体粘性、流动状态等实际因素影响的泄漏量计算模型。采用Fluent软件对轴向间隙的径向泄漏流场进行分析,计算其泄漏量的大小,然后将理论计算结果和仿真计算结果与试验结果进行对比。结果表明:三者结果吻合程度较好,证明了计算模型的正确性,另外通过改变该模型中的几何参数,可以预测和计算任何类型的涡旋压缩机的泄漏。这对研究大功率涡旋压缩机泄漏和应用提供理论参考。     

基于信息熵的涡旋压缩机故障诊断研究

为了定量描述涡旋压缩机运行状态,在状态特征提取的基础上,从振动信号分析的思路出发,结合信息论中熵和灰关联度的理论,建立了一种基于时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时-频域小波能量谱熵和小波空间特征谱熵的故障诊断方法,并作为综合评价涡旋压缩机振动状态的定量特征指标,可实现对涡旋压缩机几种故障的较好识别,证明了该故障诊断方法的有效性。