涡旋压缩机的虚拟建模与运动仿真.pdf

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1、2012年第40卷第1期流体机械17文章编号：1005—0329(20l2)O1-0017-05涡旋压缩机的虚拟建模与运动仿真李超，余洋，赵嫂(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：为了分析涡旋压缩机运动机构的动力特性和运动规律，根据涡旋压缩机的结构和工作原理，采用三维实体建模和虚拟样机软件对其运动机构进行了三维实体建模，通过涡旋压缩机的运动仿真，获得了准确的运动学参数曲线，保证了涡旋压缩机设计的正确性和可靠性，提高了整体设计效率和精度。关键词：涡旋压缩机；虚拟建模；运动仿真中图分类号：TH45文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．01．005V

2、irtualModelingandDynamicSimulationofScrollCompressorUChao，YUYang，ZHAOMan(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Toresearchthedynamiccharacteristicsandmovementrulesofthemovementmechanismofscrollcompros~r，ac-cordingtotheconfigurationandworkingprincipleofthescrollcompressor，thevirtu

3、almodelingsoftwareandthevirtualprototypesoftwarewasusedtomakethethree—dimensionalmodelofthemovementmechanism，realizedthekinematicssimulationofthescrollcomprossor，andcametotheaccuratecurvesofkinematicparameters．Itcanassuretheaccuracyandthereliabilityinde—signofScrollComprossor，raisedthewhollydesignef

4、iciencyandprecision．Keywords：scrollcompressor；virtualmodeling；dynamicsimulation1前言2涡旋压缩机的结构与工作原理虚拟样机(VisualPrototype)技术是通过计算涡旋压缩机主要由动涡旋盘、静涡旋盘、十字机等技术手段把产品资料集成到一个可视化环境滑环、曲轴和支架体等零件组成，如图1所示。中，实现产品的仿真分析。使用系统仿真软件，可以在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动，不断修改设计缺陷及改进系统，直至获得最优设计方案，最终做出比较理想的物理样机L1J。在众多的商业产品中，美国MDI公司的AD—AMS软件是最具权

5、威性、应用范围最广的虚拟样机仿真软件。它不但可以方便快捷地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析，而且其开放的程序结构和接口还使它成为特殊行业用户进行特殊虚拟样机分析的二次开发工具J。本文采用ADAMS软件对高效低噪涡旋压缩机的运动机构图1涡旋压缩机的基本结构进行仿真研究。收稿日期：2011-09—22修稿日期：2011一l2一O1基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975132)18FLUIDMACHINERYVo1．40，No．1，2012动、静涡旋盘偏心一定距离相错某一角度安样就保证与滑块1为一体的动涡盘作公转平动，置在一起。动静涡旋齿相互啮合后形成多个封闭其圆周公转的轨道形状是由

6、曲柄限定的。容积，动涡旋在曲轴驱动和防自转机构限制下，实现回转平动运动。使动、静涡旋齿相互啮合形成A的月牙形封闭容积发生周期变化，实现气体的吸人、压缩和排气，参见图2所示。滑块1动旋◎图4动静式涡旋压缩机机构模型誊◎图4建立的是动静式涡旋压缩机机构模型，在此机构中包含5个构件(含固定构件支架)，静涡旋与机架固定为一体，只有当动、静涡旋盘齿的图2涡旋压缩机工作原理工作表面加工精度达到整个工作表面上处处都能完美啮合时，那么动涡旋和静涡旋的型线贴合点3公转型涡旋压缩机运动机构A构成一虚约束。图3、图4示出涡旋式压缩机的运动机构模4涡旋压缩机虚拟样机的建立型。4．1虚拟样机的零件造型通过Solidwo

7、rks软件建立涡旋压缩机三维装配模型，然后由mode1．x_t文件格式导入ADAMS滑块软件中建立运动学模型。4．2虚拟样机的装配图3动涡旋公转运动机构模型图3中由1个曲柄和2个滑块组成，偏心曲轴在带轮的带动下绕自身轴线作圆周运动，与动涡旋连接在一起的滑块1在滑块2的制约下图5曲轴组件只能做公转平动，而不能自转。该机构模型由3个活动构件、4个低副组成。自由度可由下式确定：F=3n一(2pf+Ph)