任意缸体旋叶式压缩机的叶片型线设计理论研究及应用

与缸体内壁相接触的叶片头部形状是旋叶式压缩机设计的关键之一。应用微分几何理论,研究出与各设计基本参数紧密相关、与缸体型线相匹配的叶片型线设计方法,从理论上保证旋叶式压缩机的运行可靠性,为实现高效压缩的旋叶式压缩机设计提供计算依据,拓宽设计理论。计算机仿真与试验表明,由设计理论获得的叶片具有很好的啮合特性,完全消除了'尖点滑移'和局部磨损现象,具有均匀相对滑动;型线的形状保证叶片头部与缸体内壁的运行可靠性;叶片头部具有最简单的型线形状,易于机械加工制造;与主型线光滑连接的前、后过渡修正圆弧,使叶片与缸体内壁啮合时,不成刀刃状,且利于形成油膜,改进润滑状况,同时降低缸体、转子及转子叶片和叶片槽的加工和装配精度要求。

新型旋叶式压缩机缸体型线设计与性能分析

为提高旋叶式压缩机容积效率与动态接触特性,基于等距曲线包络原理,推导并建立了多项式曲线-圆弧曲线缸体型线数学模型,在保证压缩机密封性能前提下,压缩机基元容积效率得到提升,增加了4.36%;基于刚柔耦合动力学理论,建立了压缩机柔性叶片、刚性转子与组合型线缸体多刚柔耦合动力学模型,研究了新型压缩机叶片动态接触激励。结果表明:叶片与缸体最大接触力F_(m)较改进前减少18.59%,且振荡波动相对减小;叶片转子槽两侧的最大支反力R_(1)、R_(2)数值较改进前分别减少9.29%、12.09%。缸体型线改进后,新型压缩机具有更高的压缩效率,且叶片与缸体、转子的接触力有明显下降,有助于减小缸体、转子受叶片的冲击,降低叶片磨损、提高机械效率。