无油润滑涡旋压缩机转子振动及涡盘端面摩擦特性研究

发布时间：2017-10-14 11:14

  本文关键词：无油润滑涡旋压缩机转子振动及涡盘端面摩擦特性研究

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【摘要】：涡旋压缩机作为一种新型容积式压缩机,具有结构简单紧凑、效率高、噪声低、气流脉动小、运行平稳等优点,目前已在制冷、空调等领域得到了广泛关注和快速发展。由于涡旋压缩机独特的结构特点及运转方式,其工作时会产生转子振动和涡盘摩擦等现象,为研究涡旋压缩机工作时的运动特性,本文根据曲柄销防自转机构涡旋压缩机的具体结构和工作原理,通过理论建模和分析设计了一种运用传感器、虚拟仪器(Lab VIEW)及计算机等组成的涡旋压缩机运动特性参数测试试验装置。本文首先基于涡旋压缩机的几何理论对涡旋型线及动涡盘受力情况进行了建模分析,并根据机械设计学原理,在此基础上设计了本试验装置,详细分析了装置各机构的选取与设计,并通过对转子建立力学模型、进行有限元分析和强度校核,得知该试验装置能准确反映出实际压缩机转子的动力特性。然后对该装置测试系统的传感器、信号调理、数据采集卡及计算机等硬件选取进行了详细的分析介绍。最后采用结构化设计和模块化编程对该装置测试系统进行软件编程和信号分析,主要包括对曲轴转子和曲柄销的振动、动静涡盘接触端面摩擦力、动静涡盘端面摩擦温度测试模块的编程和分析。结果表明,该试验平台实现了对涡旋压缩机各参数信号的采集、处理、显示和存储等功能,从而可对转子运动状态、涡盘摩擦力大小及涡盘温度状况进行实时监测,并为涡旋压缩机在实际运行工况下的特性参数提供理论参考和依据,对预防机器故障和故障诊断有着重要的理论意义和实际意义。相比于传统的信号采集系统,运用传感器和虚拟仪器构成的涡旋压缩机转子振动及涡盘端面摩擦测试系统具有测量精度高、自动化程度高及成本低廉、便于维护等优点。
【关键词】：涡旋压缩机 传感器 虚拟仪器 试验装置 参数测试
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 涡旋压缩机的发展历程11-12
• 1.2 涡旋压缩机的研究热点12-15
• 1.2.1 型线的理论研究12-13
• 1.2.2 动力学特性研究13
• 1.2.3 摩擦与润滑研究13-14
• 1.2.4 工作过程特性研究14
• 1.2.5 机构模型研究14-15
• 1.3 课题来源与意义15-16
• 1.3.1 课题来源15
• 1.3.2 课题意义15-16
• 1.4 课题的研究内容及创新点16
• 1.4.1 课题研究内容16
• 1.4.2 创新点16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 涡旋压缩机的几何学及力学分析17-30
• 2.1 涡旋压缩机的结构和工作原理17-18
• 2.2 涡旋压缩机的几何理论18-25
• 2.2.1 涡旋型线及其方程18-20
• 2.2.2 吸气容积、行程容积比和内压力比20-23
• 2.2.3 内压缩与外压缩23
• 2.2.4 涡旋齿型线重心23-25
• 2.3 涡旋压缩机动静涡盘的力学分析25-28
• 2.3.1 切向气体力25-26
• 2.3.2 径向气体力26
• 2.3.3 轴向气体力26-27
• 2.3.4 气体背压力27-28
• 2.3.5 倾覆力矩及自转力矩28
• 2.4 本章小结28-30
• 第3章 试验装置的设计与建立30-45
• 3.1 试验装置的设计思路与构建30-32
• 3.2 电动机的选择32-34
• 3.2.1 选择电动机的类型和结构形式32-33
• 3.2.2 确定电动机功率33-34
• 3.3 变频器的选择34-35
• 3.4 联轴器的选择35-36
• 3.4.1 确定试验装置传动35
• 3.4.2 确定联轴器型号35-36
• 3.5 轴承的选择36
• 3.6 主、副平衡铁的设计36-37
• 3.7 曲轴转子的设计37-42
• 3.7.1 曲轴转子的力学模型37-38
• 3.7.2 曲轴转子的有限元分析38-41
• 3.7.3 曲轴转子的强度校核41-42
• 3.8 小曲拐防自转机构42-43
• 3.9 动静涡盘的设计43-44
• 3.10 砝码的设计44
• 3.11 本章小结44-45
• 第4章 无油润滑涡旋压缩机测试系统的硬件设计45-52
• 4.1 测试系统硬件设计的总体思路45
• 4.2 传感器的选择45-50
• 4.2.1 传感器的选用原则45-46
• 4.2.2 电涡流传感器46-48
• 4.2.3 扭矩传感器48-49
• 4.2.4 热电偶温度传感器49-50
• 4.3 信号调理50
• 4.4 数据采集卡50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 无油润滑涡旋压缩机测试系统的软件设计52-61
• 5.1 Lab VIEW概述52-54
• 5.2 测试系统软件设计的总体思路54
• 5.3 测试系统软件设计54-60
• 5.3.1 人机交互界面设计54-55
• 5.3.2 信号采集、信号处理、信号显示和数据存储55-58
• 5.3.3 数据分析58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 总结与展望61-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文69

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本文编号：1030735