涡旋盘非标自动化装配设备研发

空调压缩机中的涡旋盘正背面需要装配销钉和阀片。目前该道工序主要是由人工完成,劳动强度大,效率低,次品率高。针对这种现状,根据涡旋盘装配的特点,设计了一套涡旋盘自动装配装置,详细介绍了总体设计方案、结构布局、机械结构、电气结构和控制系统。设备主要分为涡旋盘上料工站、定位销自动压装工站和阀板自动安装与气密性检测工站,电气控制部分采用三菱IQ-F系列80点的PLC,外加128点的扩展IO以及4路模拟量输入,方便以后PLC并入MES系统,并且该系列具有较好的FB功能,可以将一些通用的控制方式写入FB,方便今后类似的设备直接调用调试好的程序,避免重写带来的不必要麻烦,考虑到有3个伺服电机,方便伺服与PLC通讯,减少焊线带来的不必要的问题,采用三菱JET系列的伺服,与PLC进行CC-LINK IE TSN组态,使用绝对值系统,即使断电后,伺服放大器依旧能识别电机的位置。经实践该套装置大大提高了生产效率、提高了产品质量、降低了人工成本。

涡旋盘热模锻自动化生产线及智能检测控制系统设计

针对汽车空调压缩机涡旋盘成形难度大、缺陷多、依赖人工调整参数等问题,结合锻造行业的智能化发展需求,分析涡旋盘锻造工艺,设计涡旋盘自动化生产线、全流程在线检测控制系统,为热模锻智能检测提供参考。

薄壁复杂变截面涡旋盘精密铣削组合参数优选与铣削力准确预测

为确定薄壁复杂变截面涡旋盘精密铣削过程最优加工参数,揭示铣削组合参数对铣削力的影响规律,提出一种基于多元回归分析与灰色关联度法的变截面涡旋盘精密铣削组合参数优选与铣削力准确预测方法。建立变截面涡旋盘的几何模型与精密铣削模型,并采用正交试验法分析各铣削参数对铣削分力的影响;基于多元回归法得到铣削力的预测模型,并对回归方程进行显著性检验;利用灰色关联度法探究了铣削参数与铣削合力间的紧密关联程度;最后通过铣削加工实验验证了铣削力预测模型并获得最优铣削参数。研究结果表明,铣削合力预测值与实验值的最大、最小和平均相对误差分别为9.02%、3.31%、6.16%,验证了模型的可靠性和准确性,为高精度变截面涡旋盘加工提供了方法和依据。

一种异步式压缩机涡旋盘的变形和疲劳强度分析

涡旋压缩机工作时,因涡旋盘工作环境及受力较为复杂,其容易产生变形和应力,导致密封性变差和疲劳破坏,影响到涡旋压缩机的工作效率及可靠性。针对这一问题,基于有限元理论,对一种微小型异步式涡旋压缩机进行了数值模拟研究(在多种载荷作用下),分析了其实际工况下的变形应力和疲劳寿命分布规律。首先,分析了异步吸排气涡旋压缩机的构造原理,划分了该涡旋盘的结构化网格,并赋予其材料、连接、约束和载荷等要素,由此建立了该涡旋盘的有限元计算模型;然后,分析了该涡旋盘在气体温度载荷、气体压力载荷、惯性力载荷及多载荷耦合作用下的变形和应力分布规律,并进行了模拟结果的可靠性分析;最后,计算了该涡旋盘在常温常压工况下的疲劳寿命,并研究了其在变载荷工况下的疲劳寿命变化。研究结果表明:温度载荷是引起涡旋盘变形和应力的主要因素;高吸气温度下,涡旋盘疲劳寿命随吸气温度和吸气压力的升高而线性减小,且前者的影响更加明显;低吸气温度下,涡旋盘疲劳寿命在较高的吸气压力下出现迅速下降的趋势。

基于ABAQUS的铝合金涡旋盘铣削参数优化研究

涡旋盘是涡旋压缩机的核心部件,具有曲率变化大、齿高厚比大、材料去除率高等特点,在铣削加工中易产生变形,难以保证加工精度。以2A70铝合金涡旋盘为研究对象,提出基于铣削力和残余应力的铣削参数优化方法,利用ABAQUS有限元软件建立2A70铝合金涡旋盘三维铣削物理仿真模型,基于模型实现对涡旋盘铣削过程中切屑形态、铣削力和残余应力的预测,通过正交试验研究了铣削转速、每齿进给量、轴向切深和径向切深对铣削的综合影响,以及单一铣削参数对铣削力和残余应力的影响,并采用综合平衡法优化了铣削参数。结果表明:轴向切深对铣削的影响程度最大,转速的影响最小;铣削参数对铣削力的影响显著,提高铣削转速可降低工件的残余应力。

基于ABAQUS的刀具几何参数对铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的影响

由于变截面涡旋盘加工比较复杂,且加工精度要求高,需考虑刀具几何参数。开展HT250铸铁变截面涡旋盘高速铣削仿真,研究刀具几何参数对其的影响,并通过试验加工出变截面涡旋盘实体;构建由三段基圆渐开线组成的变截面涡旋盘数学模型,建立三维铣削模型和简化后的二维铣削模型,基于ABAQUS软件分析加工时刀具前角、后角和钝圆半径对铣削力和铣削温度的影响规律,得到不同刀具几何参数的铣削应力云图和铣削温度分布云图。通过刀具几何参数对变截面涡旋盘铣削力和铣削温度影响规律的研究,为选择合理的刀具几何参数提供依据和参考,便于提高变截面涡旋盘加工精度。

涡旋盘背压成形工艺研究

针对汽车空调涡旋盘高厚比大、壁厚小且不均的结构特点,以DEFORM软件分析为手段,采用背压成形工艺对涡旋盘成形进行研究。对背压成形原理、变形区金属流动和受力情况进行理论分析,并通过高温压缩试验获得涡旋盘材料4032铝合金的真应力应变曲线。在涡旋上设置10个测量点,对比分析背压力和背压距离对涡旋盘成形质量的影响规律。以坯料温度、模具温度、背压力和背压距离为自变量,进行四因素四水平正交试验,获得最大成形载荷、端部高度差和平整度数据。结合灰色系统理论对涡旋盘背压成形工艺参数进行优化,在自主设计的成形机上进行试验,所得结果与模拟结果一致,符合涡旋盘尺寸要求,验证了该成形方案和灰色系统理论优化的可行性。

基于NSGA-Ⅱ的多目标遗传算法通用涡旋盘的优化设计

利用非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对通用涡旋压缩机的动静涡旋盘涡旋体高度、涡旋盘主轴转角、涡旋型线基圆渐开角、涡旋型线基圆半径基本参数进行优化设计,使涡旋盘的径向气体力、切向气体力、倾覆力矩、自转力矩、能效比达到最优。给出了优化设计的遗传算法计算方法、数学模型、基于遗传算法数学模型、程序流程图、多目标优化结果。较其他优化方法,NSGA-Ⅱ能较好解决多目标非线性优化问题,最后用优化后的数据验证了该方法的有效性。

基于MATLAB、UG的泛函通用型线涡旋盘有限元建模及分析

利用基于泛函的通用涡旋型线的几何理论,研究涡旋型线方程,改进了传统式生成型线方法的局限性,为涡旋盘的加工和制造提供了理论价值和参考意义。通过MATLAB软件的编程功能,生成数学模型的关键点。在UG环境下生成涡旋型线,使用UG中的拉伸命令,完成涡旋盘的精确三维实体造型,然后将生成的三维实体转换到高级仿真环境下,通过定义材料属性、指派材料、物理属性、划分网格,建立有限元模型,最后建立边界约束条件并加载作用载荷,进行有限元分析。

涡旋压缩机动涡旋盘热弹性耦合分析

文章运用有限元分析软件ANSYS,在温度和气体力耦合作用下进行动涡旋盘应力与应变的计算,得出其应力和应变的变化规律。结果表明,温度是影响涡旋盘应力和应变的主要因素,有限元分析能够反映动涡旋盘在工作过程中的应力和应变的分布情况。

温度场对动涡旋盘应力与应变的影响

针对不同的温度场,运用有限元分析软件ANSYS对汽车空调涡旋压缩机的动涡旋盘进行了应力与应变的模拟和研究。计算结果表明,温度载荷对涡旋盘的应力和应变有着重要影响。其中,非均匀温度场会导致涡旋盘的涡旋齿产生较大应力与应变,涡旋齿断裂故障发生的概率较大。

非均匀温度场下涡旋压缩机涡旋盘数值仿真研究

基于热应力场耦合建立了汽车涡旋压缩机涡旋盘有限元模型,涡旋齿载荷边界条件设置为流场离散,在气体压力载荷单独作用、温度场载荷单独作用以及两者耦合作用这三种情况下,对涡旋盘进行受力分析和变形分析,讨论不同主轴转角的涡旋齿的刚度和强度,最后得到涡旋齿的变形规律和应力分布。分析结果表明:当涡旋盘压缩腔运动到排气孔位置时,涡旋盘处于变形与应力最大的状态,热变形是影响涡旋盘整体变形的主要因素。

制冷系统涡旋压缩机涡旋盘重构与反求技术研究

涡旋盘是影响滤油机制冷系统涡旋压缩机性能的主要部件,在逆向工程反求基础上,通过激光扫描方式获取涡旋盘点云数据,比较了接触式测量和非接触式测量的优缺点。利用Imageware进行了点云数据处理,通过Imageware导入扫描所得到的点云,选择保留原始数据,在显示中选择隐藏选择对象,对剩下的点云部分进行圈选,直到点云近似于一条直线。基于CATIA软件平台对涡旋盘进行了重构和反求,运用在点云上生成断面功能,将实体部分隐藏,在截出图形上选择点列,切换到创成式外形设计模式,构建新的曲线和平面,按照涡旋盘实体对图形进行倒角等修改获得最终涡旋盘成品。

空调压缩机用变壁厚涡旋盘背压成形工艺

基于金属流动控制成形技术,利用DEFORM软件对涡旋盘背压成形过程进行数值模拟,获得了成形过程中金属流动变形和等效应变分布规律。通过对单层凹模和组合凹模结构进行强度对比分析,确定了合理的模具结构。结合正交试验优化结果进行生产试制,验证了金属流动控制成形技术工艺的可行性和模拟的准确性。实验和模拟结果表明,该背压成形工艺对高厚比大、变壁厚的复杂结构件的生产具有一定的指导作用。

变截面涡旋盘齿面粗糙度的双预测模型

目的精确预测三段基圆变截面涡旋盘齿面粗糙度,确定合理的铣削参数,提高变截面涡旋盘齿面的加工质量。方法首先在正交试验的铣削参数条件下,用XK714数控铣床对毛坯件进行铣削加工,获得三段基圆变截面涡旋盘,用SJ-210表面粗糙度测量仪测量已加工涡旋齿侧面的粗糙度值。然后利用铣削参数和测量的粗糙度值,建立齿面粗糙度的多元回归预测模型和改进的BP神经网络预测模型及双预测模型,并验证该三种模型的精确度。最后对单一因素条件下的粗糙度进行预测、分析。结果经过计算可得,齿面粗糙度的多元回归预测模型的平均误差为1.43%,最大误差为3.09%。改进的BP神经网络预测模型的平均误差为1.33%,最大误差为3.22%。两种模型的预测平均值作为双预测模型时,预测平均误差为0.627%,最大误差为1.51%。结论齿面粗糙度的双预测模型的平均误差明显降低,同时可以避免单一预测模型产生主观预测误差。各铣削因素对粗糙度的影响程度不同,进给量fz>吃刀深度ap>刀具转速n>侧吃刀量ae。随着进给量、吃刀深度、侧吃刀量的增加,齿面粗糙度值增加;随着刀具转速升高,齿面粗糙度值降低。

涡旋盘挤压成形过程的数值模拟分析及正交试验

利用Deform有限元分析软件模拟了涡旋盘在无背压和背压条件下的变形特点,并应用正交试验法分析了涡旋盘背压成形过程中背压力、坯料始端温度、摩擦系数和挤压速度等工艺参数对成形过程中最大载荷及涡旋盘涡旋部分平整度的影响,以优化工艺参数,模拟出最优的成形工件,为实际生产提供有效参考。

基于AdvantEdge的高速铣削合金铸铁涡旋盘的机理分析

为了解决高速加工涡旋压缩机核心部件涡旋盘存在的齿槽窄、齿高厚比值大、易变形等加工困难,以涡旋盘材质Cr15Mo合金铸铁为研究对象,研究了接近实际情况的材料本构模型、屑-件分离准则和刀—屑摩擦模型等关键技术,建立了铣削模型。基于Advant Edge软件成功模拟了切屑形成过程和不同铣削参数条件下切削力、切削温度的变化规律,实现了对铣削力、温度的预测,据此选择较理想的铣削参数,有助于减小铣削力、降低工件温升,控制铣削变形,提高工件的加工效率和质量。

涡旋压缩机静涡旋盘实际工况下的变形分析

对实际工况下的涡旋盘所受载荷进行分析,建立了有限元模型,据此应用有限元计算分析软件对静涡旋盘进行变形分析,得到静涡旋盘在实际工况下的变形规律。

背压加载方式对轻量化压缩机涡旋盘成形质量的影响

针对涡旋盘挤压成形过程中金属流动不均匀现象以及峰值挤压载荷过大,模具磨损严重的问题,利用DEFORM-3D对涡旋盘的背压流动控制成形工艺进行了研究,分析了背压成形的原理和金属的变形流动情况。对比研究了恒定背压力、线性变化背压力和两段式背压力等不同背压力加载方式对涡旋盘成形过程中填充度、成形载荷和成形均匀性的影响规律,确定了在变化背压力情况下的后阶段的压力数值的变化趋势。进一步对比分析不同加载方式下的成形结果,发现采用非零初始力线性递增的背压力施加方案为最优方案。

涡旋压缩机涡旋盘的尺寸优化

从热力学第一定律出发,提出了涡旋压缩机优化分析模型。该模型包含压缩耗功、机械与电机损失、热与流动损失以及容积效率等,以能效比为目标函数、分析能效比随涡旋盘回转半径以及涡旋基圆半径的变化规律,求得定容积条件下涡旋盘优化的几何尺寸。