低温制冷机用柔性板弹簧优化参数及型线分析

针对低温制冷机用板弹簧,提出同时考虑"径轴向刚度比"和"最大应力与轴向刚度比"为板弹簧的优化参数,在此基础上,基于有限元分析方法,比较分析了常见的3种不同涡旋型线的板弹簧,得到宜采用圆渐开线和阿基米德螺旋线来构造涡旋线且圆渐开线较优的结论;同时也比较了偏心型与同心型板弹簧的性能,结果显示偏心型板弹簧具有较稳定的径向刚度及较大的径轴向刚度比,有利于低温制冷机的稳定运行。最后通过实验测量了板弹簧的刚度,显示有限元计算值与实验结果的平均误差为11.6%,从而证明了有限元方法的可靠性。

柔性板弹簧组件及对间隙密封的影响

直线压缩机在深冷和普冷领域的应用越来越广泛,提高直线压缩机性能和可靠性的研究也日益受到重视。在直线压缩机中,柔性板弹簧往往是以多片组件的形式组装在活塞运动轴上,板弹簧片之间采用薄垫片来隔开,柔性板弹簧技术可与间隙密封技术相结合,实现气缸与活塞间无摩擦的相对运行,同时可避免润滑油带来的污染问题。对柔性板弹簧组件进行了分析,利用ANSYS软件建立了板弹簧组件模型,研究了不同垫片厚度对板弹簧组件应力的影响,板弹簧组件的频率随板弹簧片数的变化规律以及板弹簧组件的不同装配方式对间隙密封的影响。

柔性板弹簧的制作与疲劳分析

国内对低温制冷机用柔性板弹簧的性能研究还没有形成完善的分析方法,诸多文献只是从柔性板弹簧的应力极限和刚度两个方面进行分析,因此从多方面进一步完善对柔性板弹簧的性能研究就显得十分有价值。对Sunpower弹簧的疲劳寿命进行了理论估算,并用ANSYS软件模拟了板弹簧的损伤云图和安全系数云图,分析出疲劳破坏位置,同时分析了各种加工工艺的优缺点,选用化学蚀刻技术加工板弹簧,并利用TSL系列拉压试验机对其刚度进行了测试,结果表明柔性板弹簧的刚度和弹簧材料的硬度并无关系。

微型斯特林制冷机用柔性板弹簧性能分析

基于有限元方法,分别对压缩机和膨胀机用柔性板弹簧进行理论分析,明确了最优网格单元数量和加载边界条件对设计准确度的影响。实验测试的板弹簧刚度与理论分析结果平均误差小于0.5%,而自振频率与理论分析结果平均误差小于2%。同时,分析了制冷机常用的3种不同型线类型的板弹簧,偏心型圆渐开线板弹簧不仅具有较大的径轴向刚度比且可靠性更高,圆渐开线型更利于线性压缩机在较高的频率下工作。综合考虑下,选用偏心型板弹簧作为微型制冷机用板弹簧。

几何参数对微型压缩机柔性板弹簧性能影响

板弹簧技术是线性压缩机驱动的微型斯特林制冷机长寿命、高可靠运行的关键技术之一。本文中设计了3款不同形式的微型压缩机用柔性板弹簧,并基于有限元法展开了不同板簧厚度、涡旋槽宽度、涡旋臂数目这3个几何参数对板弹簧性能的影响分析,最后总结出几何参数对板弹簧性能影响规律。

偏心量对偏心型渐开线柔性板弹簧性能影响分析

柔性板弹簧对于自由活塞斯特林热泵的间隙密封及其可靠性具有重要作用。在三槽偏心型渐开线柔性板弹簧设计过程中,偏心量为一重要影响因素。通过建立数学模型,得到了偏心型柔性板弹簧设计过程中偏心量的取值范围;通过有限元软件分析,得到了不同偏心量下偏心型柔性板弹簧径向和轴向刚度的变化规律;针对不同偏心量下柔性板弹簧的轴向刚度进行了实验测试,将实验结果与有限元分析结果进行对比,实验值与有限元分析结果能够较好的吻合。该研究为之后偏心型柔性板弹簧的设计提供了参考依据。

直线振荡电机的柔性板弹簧性能参数分析

为提高柔性板弹簧在直线振荡电机运行中的工作效率及其可靠性,设计一种偏心量渐开线柔性板弹簧,并对该板弹簧的径、轴向刚度,疲劳强度,固有频率进行研究。结合腰鼓型变刚度螺旋弹簧的刚度分析模型,建立板弹簧的刚度分析模型,推导出板弹簧的刚度在一定范围内近似为常数;采用有限元软件对不同偏心量、厚度、渐开线终止角和相位差的板弹簧刚度进行分析并得到板弹簧的优化方案;对优化方案的板弹簧的刚度、疲劳强度和固有频率进行分析并进行相关实验验证。结果表明:板弹簧的刚度仿真结果和实验数据基本一致,刚度在一定范围内近似为常数;板弹簧的刚度受厚度影响最大,受偏心量影响最小,结构优化后的刚度得到有效提高;整个板弹簧设计过程符合板弹簧性能设计要求,可较好地表征板弹簧性能特性。

浅谈柔性板弹簧组件及对间隙密封的影响

研究直线压缩机性能以及可靠性的提升方式,在现阶段深冷与普冷领域,直线压缩机得到更为广泛应用的大环境下,显得尤为重要。柔性板弹簧在直线压缩机的存在形式,多是通过在活塞运动轴上,组装多片组件等方式来实现,并用薄垫片隔开相邻的板弹簧片。想要达成气缸无摩擦地与活塞进行相对运行,可以采取柔性板弹簧技术,结合间隙密封技术的方式来实现,除此之外,两种技术的结合,在一定程度上,可以减少因使用润滑油而产生的污染问题。通过分析柔性板弹簧组件,在对板弹簧组件建模的基础上,对板弹簧组件,受各种厚度垫片压力所产生的影响,板弹簧片的数量,对板弹簧组件的频率产生变化的规律,包括间隙密封,受不同板弹簧组件装配方式的影响。