双涡圈涡旋压缩机动力学特性分析.pdf

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1、第43卷第12期当代化工Vo1．43，No．122014年l2月ContemporaryChemicalIndustryDecember，2014双涡圈涡旋压缩机动力学特性分析李超，程金明，赵嫂，张国军(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：以低压比双涡圈涡旋压缩机为研究对象，通过对关键部件滚珠防自转机构和动涡盘的力学分析，建立了滚珠防自转一动涡盘的动力学数学模型，采用牛顿迭代法对动力学数学方程组进行了数值求解，得出了曲柄销受力和动涡盘倾覆力矩随主轴转角的变化规律。结果表明：双涡圈涡旋压缩机气体载荷变化平稳、关键零部件受力波动幅度小，从而使机器运行更加稳定，为双涡圈涡

2、旋压缩机的研发提供理论依据。关键词：双涡圈；涡旋压缩机；气体载荷；动力特性中图分类号：TH45文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)12—2542—04AnalysisonDynamicCharacteristicsoftheTwin—wrapsScrollCompressorLIChao，CHENGJin—ming，ZHA0Man，ZHANGGuo-jun(LanzhouUniversityofTechnology，GansuLanzhou730050，China)Abstract：Takingthetwin-wrapsscrollcompressorw

3、ithlowpressureasaresearchobject，mechanicalanalysisofthekeypansincludingtheballanti—rotationandtheorbitingscrollwascarriedout，thedynamicsmodeloftheballanti—rotationandorbitingscrollsystemwasestablished．ThenNewtoniterativemethodwasusedtosolvethealgebraicequationstogetthecrankpinforcechangin

4、glawwiththespindlerotation．Theresultsshowthat：Thegasloadsofthetwin·spiralsscrollcompressorchangesteadily；thekeycomponentsstressfluctuationissmal1．Sothemachinerunsmorestably．Keywords：Twin—spirals；Scrollcompressor；Gas1oads：Dynamiccharacteristics涡旋压缩机具有结构紧凑、高效节能、运行平此基础上建立了滚珠防自转一动涡盘的动力学方程稳、微振

5、低噪以及工作可靠性高等优点。，已在制组，对方程组进行数值求解，得出曲柄销受力和倾冷、空调、各种气体压缩等诸多领域得到了广泛的覆力矩随曲轴转角的变化趋势，从而来验证双涡圈应用，同时也表现出了良好的工作特性和产品市场涡旋压缩机的运行稳定性问题，为涡旋机械的开发竞争力。然而随着市场需求逐渐向大排气量和大功提供理论指导。率方向的发展，单涡圈涡旋结构已不能满足大容量1双涡圈涡旋压缩机的工作原理的需求，而双涡圈可以较好地解决大容量涡旋压缩机所遇到的问题，是提高排气量最为有效可行的方图1为双涡圈涡旋压缩机的剖视图。曲轴在电法川。因此，双涡圈涡旋压缩机已逐渐成为人们的机的驱动下带动动涡盘

6、绕静涡盘中心做公转平动运研究热点，目前已有的涡旋机械的研究主要集中在动。滚珠防自转机构是为了防止动涡盘自转，实现两涡旋盘正确啮合，它由动导轨、静导轨和滚珠组合而单涡圈涡旋压缩机的涡旋型线、机构力学特性、振成。动、静导轨和滚珠之间存在一定的间隙，使滚珠动、噪音特性等方面，有关双涡圈的研究甚少。能灵活转动，滚珠数量较多，能承载较大的力。王君等研究了涡旋齿数对压缩性能的影响；彭斌等建立了双涡圈涡旋压缩机性能优化的数学模型。双涡圈涡旋压缩机的核心部件有：动涡盘、主轴和防自转机构，工作过程中动涡盘主要受到气体载荷和惯性力的作用，这两种力是影响压缩机容积效率和机械效率的关键因素。本文

7、通过对动涡盘主辍的分析，建立了动涡盘所受气体载荷的数学模型，图1双涡圈涡旋压缩机的剖视图模拟计算了气体载荷随曲轴转角的变化规律，并在Fig．1Sectionalviewofthetwin-spiralsscrollcompressor基金项目：国家自然科学基金资助项目，项目号：50975132、51265026收稿日期：2014-05—27作者简介：李超(1958一)，男，山西平定县人，教授，博士，2007毕业于兰州I理工大学流体机械及工程专业，研究方向：气体压缩机械理论及应用。E-mail：]ichao@lut．cn。第43