齿顶及齿间间隙对双螺杆压缩机转子结构特性的影响

为研究间隙对双螺杆压缩机螺杆转子结构特性的影响及避免转子发生干涉与磨损现象,针对双螺杆压缩机中齿顶间隙和齿间间隙对螺杆转子结构特性的影响进行数值模拟分析。结果表明:随着齿顶间隙和齿间间隙的增大,阴、阳转子的最大变形呈现先增大后减小的趋势,但其变化范围较小;随着齿间间隙的增大阴阳转子的最大应力总体呈现增大的趋势,随着齿顶间隙的增大阴阳转子的最大应力趋于不变;当齿顶间隙大于或等于0.17 mm、齿间间隙大于或等于0.33 mm时,能够避免因转子变形发生干涉与磨损问题。

双螺杆压缩机齿间间隙分布的计算

基于双螺杆压缩机齿间间隙的生成原理,提出将阴、阳转子齿面沿接触线的法向间隙作为阴、阳转子的齿间间隙,将螺杆压缩机齿间间隙分布的计算转化为沿接触线的间隙分布的计算,即转化为沿接触线的间隙带的计算.计算结果表明,螺杆压缩机齿间间隙分布存在跃升现象.该方法可以获得完整的齿间间隙分布规律,可以量化不同的齿间间隙获得方法对齿间间隙分布的影响,计算精度能够满足工程设计的需要.

齿间间隙对双螺杆透平泄漏影响的数值模拟

为降低泄漏流对双螺杆液力透平效率的影响,以2/3齿双螺杆泵透平为例,根据双螺杆泵内齿间间隙的构成原理,首先建立其简化几何模型,利用透平腔内存在相对运动引起的剪切流动与各级腔室压差导致的压差流动理论,建立起齿间泄漏通道的数学模型.使用SCORG和Pumplinx软件对双螺杆液力透平进行全流场数值模拟,得到了双螺杆透平不同齿间间隙下的流场分布和流量变化规律.研究结果表明:不同间隙下螺杆的压力分布规律保持基本一致,每个密封腔室内的压力分布基本均匀,从进口到出口各相邻腔室的压力呈线性下降趋势;螺杆在齿间间隙附近出现多处泄漏通道,在各腔室压差的作用下,第一级腔内没有出现明显的高流速区域,从第二级腔内开始发生明显的高速泄漏;随着齿间间隙的不断增大,同一级腔内的齿侧间隙泄漏面积、泄漏速度以及流体从进口到出口的泄漏流量和容积损失都随之增大,当齿间间隙为0.04,0.08,0.12,0.16和0.20 mm时,由该间隙所造成的容积损失的值分别为4.03%,4.57%,5.00%,5.43%和5.72%.

螺杆式水蒸气压缩机在极限工况下齿间间隙的计算方法

齿间间隙是影响螺杆式压缩机性能的主要因素之一,本文在对螺杆式压缩机的设计理论全面分析后,结合实际研究经验,提出一种齿间间隙设计计算的新方法。该方法首先确定转子的计算温度,然后根据几何相似原理,计算等比例膨胀后的齿间间隙,再根据齿间间隙与中心距的几何关系,计算在实际工作中心距下的齿间间隙。按照该方法设计的螺杆式水蒸气压缩机样机试验结果良好,初步证明该方法的适用性。

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。

螺杆压缩机转子成形砂轮刃形计算

针对给出任意转子型线时转子齿面加工的成形砂轮刃形设计,利用螺杆转子加工过程中转子和砂轮的相对位置关系,通过对转子型线坐标系的旋转变换,建立空间转子坐标系和成形砂轮坐标系之间的几何映射关系;基于啮合原理,建立转子齿面与成形砂轮的接触线方程,并给出解析和离散两种转子型线表达方式的刃形求解方法。在此基础上,根据转子砂轮之间的设计间隙,通过对接触线沿转子齿面法向进行偏置,获得了修整后的砂轮等距齿面刃形,避免了传统修整方法导致的法向齿间间隙不均等问题。加工结果表明,该方法能够满足螺杆转子的加工精度要求,是一种有效的螺杆转子齿面成形砂轮的刃形设计方法,并可推广应用于其他螺旋面成形砂轮或盘形铣刀的刃形设计。

零承载传动误差幅值齿轮主动修形设计与分析

为了消除轮齿刚度激励,提出零承载传动误差幅值(ALTE)齿轮主动修形设计方法。该方法通过预设修形齿面,结合齿面接触分析、承载接触分析(LTCA)获得轮齿啮合位置最大承载变形;以啮合周期承载变形量与该最大值相等为已知条件,构造新LTCA方程,反求啮合位置的补偿齿间间隙(附加修形量)。该间隙大小需要根据齿面啮合位置进行约束,特点是沿轮齿瞬时接触线的补偿量相等,其叠加于原预设修形齿面即为零ALTE齿轮副的修形齿面。该方法将齿面几何分析与力学分析融为一体,准确快速获得任意修形齿轮零ALTE齿面。结果表明:补偿量的大小、形状与齿面补偿位置、预设修形量、载荷有关系。当补偿位置的预设修形量差异较小时,则补偿量变化与预设修形齿面的ALTE变化规律基本相反即承载变形越大,补偿间隙越小,因为实际补偿的是承载变形差异,整体补偿量也较小。当补偿位置的预设修形量差异较大时,则整体补偿量也较大,原因是不仅要补偿承载变形差异,还要补偿啮合位置预设修形量之间的差异。基于齿间间隙的补偿量不改变齿面接触印痕,预设拓扑修形齿面进行零ALTE的补偿修形可在更宽载荷范围降低ALTE。合理的补偿位置及预设修形量可使补偿量很好地融合于预设修形齿面,即获得可加工的零ALTE齿面,为高性能齿轮齿面减振设计、分析提供理论参考。

膨胀锥锥角对TWIP钢等井径膨胀管螺纹接头成形性能的影响

针对等井径膨胀管技术的难点——成形后螺纹接头处的结构完整性,对膨胀工艺中膨胀锥锥角对螺纹接头成形性能的影响进行研究。选取孪生诱发塑性(TWIP)钢为膨胀管材料,利用有限元软件ABAQUS,模拟大膨胀率(20%)膨胀管螺纹接头的成形过程,分析了膨胀锥锥角对成形后螺纹接头所需膨胀推力、内部残余应力情况和螺纹齿间间隙的影响。研究结果表明:锥角为10°时,所需膨胀推力最小;不同锥角情况下,螺纹接头内残余应力分布基本相同;在母螺纹根部以及螺纹齿相互接触的位置,有应力集中现象;锥角为7°和9°时,螺纹接头内的残余应力情况较好;锥角为7°和8°时,螺纹齿间间隙数值较低。