基于NURBS的双螺杆制冷压缩机转子CAD系统

双螺杆制冷压缩机在商用制冷与空调领域得到越来越广泛的应用。本文着重介绍了一套双螺杆制冷压缩机转子计算机辅助设计系统 ,对系统的设计思路进行了阐述 ,然后详细说明了系统各部分基于NURBS的数学模型和在VC+ +环境下的实现方法 ,并对前人的设计思想进行了开拓创新 。

部分负荷工况下双螺杆制冷压缩机转子轴向受力试验研究

为了提高双螺杆压缩机运行的可靠性,对部分负荷工况下转子轴向受力进行了试验研究,测量了部分负荷下压缩机转子齿槽内气体压力的变化趋势以及转子轴向受力的变化特性,并根据转子轴向受力组成,分别得到了气体轴向力和端面轴向力对转子轴向受力的影响。研究结果表明:随着负荷降低,由于转子工作过程压缩段长度的减小,转子轴向受力呈现出不断减小的趋势;在转子受力组成中,端面轴向力约为气体轴向力的1.5倍,因此,在压缩机设计阶段要充分考虑端面轴向力的影响。

双螺杆制冷压缩机转子轴心轨迹波动特性试验研究

随着制冷系统的不断发展,双螺杆制冷压缩机作为系统的核心部件,其运行压力也越来越高,使得滑动轴承的应用也越来越广泛,以承受不断增大的转子径向力,而转子轴心轨迹是滑动轴承工作状态的综合反映。本文通过搭建双螺杆制冷压缩机转子轴心轨迹测试系统,对不同工况以及内容积比下的轴心轨迹进行了试验研究。研究结果表明:与滚动转子压缩机、离心压缩机等旋转机械不同,双螺杆压缩机的转子轴心轨迹大致呈椭圆形,且每个运行周期中还存在若干波动,这些波动的数目对应于压缩机的阴转子齿数,即转子径向动载荷的波动频率。

双螺杆制冷压缩机转子轴向受力实验研究

为了提高双螺杆压缩机运行的可靠性,本文针对双螺杆制冷压缩机转子轴向力进行了实验研究。研究了不同运行工况(35℃/0℃、30℃/-15℃、40℃/-40℃)以及内容积比(2.6、3.2、4.0)下转子轴向力的大小以及变化趋势,使用均压模型以及扇形模型对转子端面轴向力进行了计算,并将计算的端面轴向力与实验数据进行对比。研究结果表明:相比于均压模型,扇形模型的端面轴向力计算结果更为准确,而均压模型适合于内容积比较大的工况范围;内容积比对轴向合力的影响主要集中在对转子端面轴向力,且端面轴向力要大于气体轴向力约50%。

双螺杆制冷压缩机排气压力脉动特性的实验研究

为研究一台冷水机组用双螺杆制冷压缩机的压力脉动特性,本文测录了压缩机压缩及排气过程的瞬态压力变化,解析其压力脉动频域特性,研究了运行转速和冷凝温度对压力脉动特性的影响,对比了压缩机采用变频与变滑阀两种容量调节方式在相同制冷量下的压力脉动、噪声和热力性能。研究结果表明:压缩腔压力脉动来源于转子工作容积内压力周期性升高,并受齿间多通道泄漏过程的影响;排气腔压力脉动来源于工作容积与排气腔的周期性连通与脱开,受排气压力及气体质量流量等因素影响。随着转速的升高,排气腔压力脉动从转速为1380 r/min时的58.6 kPa升至4200 r/min时的141.0 kPa。随着冷凝温度的升高,压力脉动幅值从34℃时的132.0 kPa升至57℃时的314.0 kPa。在相同制冷量下与容调滑阀相比,双螺杆制冷压缩机采用变频的容量调节方式在压力脉动、噪声和热力性能方面均具有显著优势,压力脉动降低54.6%以上,噪声值下降2.9 dB(A)以上,COP提升5.5%以上。

转子结构参数对双螺杆压缩机性能影响规律的研究

为最大限度地提高双螺杆压缩机的性能,以5、6齿双螺杆压缩机为研究对象,对转子的长径比、齿间及齿顶间隙、扭转角角度等转子结构参数进行系统的分析,研究结果表明:在啮合间隙处于0.02~0.1 mm之间,啮合间隙每增大0.02 mm时,容积效率下降3%~4%,绝热效率下降1.5%~2.4%,比功率下降33%~48%,齿顶间隙对双螺杆压缩机性能的影响大于啮合间隙;随着长径比(L/D)增大,容积效率提高2%~7%,比功率提高40%~70%,绝热效率提高1.5%~5%;扭转角值增大,容积效率、比功率、绝热效率均呈降低趋。研究还进一步探究了转子结构设计参数对质量流量、体积流量、Blow-hole area(泄漏三角形)影响变化规律。研究结果可为双螺杆压缩机的设计研究和优化升级提供一定的理论参考。

经济器补气压力对双螺杆制冷压缩机性能影响的试验研究

在制冷系统中使用经济器提高了系统制冷量 ,但由于中间补气使压缩机耗功增加 ,制冷系统的COP并不会随制冷量成正比增长 ,其增长幅度依赖于补气压力、补气孔口位置等参数。通过实测补气工况下双螺杆制冷压缩机的P -V图 ,分析了不同补气压力下压缩机的热力过程特征 ,研究了补气压力对双螺杆制冷压缩机性能及COP的影响。研究结果表明 :压缩机工作腔内气体压力在开始补气时会大幅上升 ,随后上升幅度逐渐变缓甚至略有下降 ,压缩机效率和系统COP随补气压力的上升出现先升后降的趋势 ,结果 ,存在一个最佳补气压力使制冷系统的COP增加幅度最大。

基于流体仿真的双螺杆压缩机转子型线研究

阴阳转子型线设计时存在参数修改频繁、性能实验搭建不便等问题,影响了转子型线设计效率的提高,针对以上问题,提出将NURBS曲线和流体仿真技术应用于双螺杆压缩机转子型线设计中的新思路。以单边不对称摆线-销齿圆弧式转子型线为研究对象,开发了新型双螺杆转子型线。应用NURBS曲线构建了螺杆转子的齿廓线;建立了双螺杆压缩机原型线与新型线流场仿真模型,运用Fluent软件模拟了其在工作转速下压强与流速的分布规律。由仿真结果对新型线设计的合理性进行了预判,并为新型线的改进优化直至获得性能优良的双螺杆压缩机阴阳转子提供了参考依据。

双螺杆压缩机转子啮合线与型线关系研究

从双螺杆压缩机转子啮合线出发,详细介绍了啮合线法,利用啮合关系与型线坐标转换关系推导出阴阳转子型线的方法。给出了啮合线法中的连续性要求并提供了相应的求解步骤,解决了啮合线法设计转子型线过程中的连续性问题。研究了啮合线的3个关键控制点,并总结了其位置变化对转子型线(阴阳转子的齿心角、齿厚以及齿间面积)的影响。最后利用啮合线法设计了一条新型线,并演示了通过改变关键控制点位置的方法提高了新型线排量的方法,提高了设计效率。

R32转子式压缩机排气温度控制及可靠性探讨

R32制冷剂凭借其自身的环保和性能优势成为了替代制冷剂的理想选择,而其排气温度高的问题是推广应用中的研究重点。文章从降温效果、可靠性、运行范围等角度对中间补气、湿压缩、中间喷液三种降温方式进行了探讨和比较。通过理论和实验研究得出,在转子式压缩机中,喷液的降温效果最为明显,在蒸发温度为-25℃时,也能将排气温度稳定控制在100℃以下;从可靠性角度得出,在喷液降温过程中,排气温度不应低于90℃,以保证较高的润滑油黏度;基于提出的喷液降温控制方式,在运行极限工况下开展了可靠性考核验证,结果合格。研究结果表明,在R32转子式压缩机中,采用喷液降温方式具有温度易控制、运行范围广、可靠性高的优势。

双螺杆压缩机转子的精密磨削工艺研究

以螺纹磨削理论为依据,数控螺杆转子磨床为原型,砂轮直径变化量为关联尺寸,建立了螺杆转子磨削和砂轮修型的工艺尺寸链。利用该工艺尺寸链,可以精确计算出螺杆转子磨削用砂轮的精确廓形,同时可确定砂轮修型和螺杆转子磨削时机床运动参数,实现数控螺杆转子磨床的砂轮CNC精确修型和螺杆转子的精密磨削。对提高机床加工效率,保证螺杆转子加工质量具有实际意义。

双螺杆压缩机转子型线设计与数值模拟

阴、阳转子型线是双螺杆压缩机性能的重要决定因素,但其设计时常出现型线修改、实验搭建不便等难题。针对以上问题,将NURBS曲线和数值模拟技术应用于设计中。以单边不对称摆线—销齿圆弧式转子型线为基础,应用NURBS曲线构建新型转子齿廓线,并给出曲线方程;建立压缩机流体模型,运用Fluent软件模拟其额定转速下的压强与流速,通过比较分析得出新设计的有效性,为最终优化获得性能优良转子型线提供参考。搭建实验验证此设计方法的可靠性与便捷性。

双螺杆压缩机的阴转子负力矩特性

分析了双螺杆压缩机中阴转子负力矩的形成原因，指出压缩侧和吸气侧的漏气三角形面积越小，阴转子负力矩就越大，而阴转子负力矩的出现，将不可避免地使压缩机效率降低。减小压缩侧的漏气三角形面积而增大吸气侧的漏气三角形面积，是解决纵向漏气与阴转子负力矩之间矛盾的一个有效方案。

双螺杆压缩机转子磨削参数的精确计算

随着双螺杆转子压缩机的螺杆转子加工精度要求的提高,对螺杆转子的磨削设备,尤其是磨削工艺提出了更高的要求。文中根据螺纹磨削理论和CNC成形砂轮的修型技术,研究了数控机床的工作参数、CNC砂轮修型参数和螺杆转子磨削工艺参数之间的关系,建立了砂轮修型参数和螺杆转子磨削工艺参数之间的联系。推导了螺杆转子和砂轮轴线间距求解和磨削进给量的求解公式,便于CNC砂轮修型程序的设计,降低了机床的操作难度,有利于提高机床的加工效率和稳定螺杆转子的加工质量。

流热固耦合下的双螺杆压缩机转子结构特性研究

针对双螺杆压缩机工作过程中转子的结构特性问题,综合考虑压缩机产生的压力场和温度场,对螺杆转子进行流热固耦合研究。通过有限体积法求解压缩机工作过程中产生的压力场和温度场,采用数值插值技术将其加载到转子的结构网格上,建立转子的真实受力模型。进一步求解转子的静平衡方程得到转子的位移场和应力分布,并利用L形大直径掩埋管道对所提出的方法进行验证。研究结果表明:温度场是螺杆转子产生较大变形和应力的主要原因,选择合适的转速可以降低转子的变形和应力。研究结果对压缩机的结构设计和优化有一定的理论意义。

基于离散像素法的双螺杆压缩机螺杆转子间隙布置方法

为了保证双螺杆压缩机转子在工作运行时的平稳性,提出了一种基于离散像素法的啮合间隙布置方法,根据像素筛选原则及间隙判定原则,结合齿轮啮合及磨损原理,基于双螺杆压缩机转子的齿廓型线特征以及转子在加工工况下的热膨胀仿真结果,对双螺杆压缩机阴阳转子的齿间间隙布置方法进行了研究,利用所提方法可在一对无啮合间隙的阴阳转子的端面型线上合理布置齿间间隙,调整转子啮合位置,减小双螺杆压缩机运行过程中的振动和磨损,降低运行功耗。

双螺杆压缩机转子型线构形及计算机辅助设计

综合分析了双螺杆压缩机常用转子型线的特点,根据齿轮啮合原理,提出结合中介齿面的概念来设计双螺杆压缩机转子型线的方法,并用此方法推导了转子型线方程,设计出一种新型双螺杆压缩机转子的端面型线.同时借助Matlab和Pro/E软件,对设计的转子端面型线进行计算分析和3D模型啮合运动模拟,得到较优的设计参数.

双螺杆压缩机转子圆弧及圆弧包络线型线的几何构造

从双螺杆压缩机圆弧及圆弧包络线的基本构造出发,根据各线段在连接点处应当是连续和导数连续的条件,导出了型线的参数应满足的方程。根据这些方程编写了MATLAB程序,并得出了阴阳转子型线的一种参数形式。

双螺杆制冷压缩机异常声响的诊断

双螺杆制冷压缩机是轻烃回收装置的核心设备,其运行质量直接影响轻烃回收率。本文就该机组杂音逐渐增大且异音频率高的现象,对其加以监测;采用设备故障诊断技术,分析了四个测点的监测数据和典型频谱,最终找出了故障原因并加以验证,及时排除了故障。

R134a双螺杆制冷压缩机设计的几个原则

我国大部分煤矿老矿区开采年限长、开采深度大，有些煤矿开采深度已经达到或超过千米以上，采掘工作面空气温度经常超过《煤矿安全规程》规定。采用集中空调可降低采掘工作面的空气温度。结构简单、易损件少、单机容量大、振动小的螺杆式压缩机在煤矿集中空调系统中的使用愈来愈多。由于螺杆式压缩机常用的制冷剂R134a与R22在饱和气体比容、气化潜热等方面的物性不同，