基于内摆线的活塞式压缩机研究

发布时间：2020-02-26 02:24

【摘要】：活塞式压缩机由于具有良好的气密性、单级压缩比高等一系列优点,在工程中应用十分广泛。但活塞式压缩机由于主传动系统采用曲柄连杆机构,运动部件的惯性力无法完全平衡,在运转过程中振动与噪声较大。现有的解决方法主要有在曲轴上安装配重、采用多个曲柄连杆机构的空间合理布置(如采用2D型、L型、H型压缩机)使得运动构件的惯性力互相抵消等。但这些方法只能消除部分惯性力,不能达到完全抵消压缩机运动构件惯性力的目的。本文从消除震源的理念出发,利用内摆线的特殊性质,提出一种新型内摆线活塞式压缩机的研究思路,其在运转时运动构件的惯性力达到完全平衡。当半径为r的小圆在半径为R的大圆内作纯滚动时,小圆上的任意一点所走过的轨迹即为内摆线。特殊情况下,当R=2r时,小圆圆周上任一点的运动轨迹变为往复运动的直线,利用这一性质可以将旋转运动转变为往复直线运动。基于上述原理,本文研究开发一种新型活塞式压缩机,讨论了压缩机运动方案设计、结构设计、热力学计算、动力学计算以及主要零部件强度计算等压缩机设计必须解决的重要问题。在运动方案设计当中,利用行星轮系实现内摆线的运动轨迹,提出了内摆线机构运动方案设计。这种内摆线机构运动时无2阶惯性力,但活塞和连杆的往复惯性力仍然存在。本文采用在同一圆周上排列三个相同的内摆线机构,机构之间夹角为120°,并使之保持相同相位同步运动的方案,以此对往复惯性力进行完全的抵消。根据提出的运动方案,研究了内摆线压缩机的结构设计问题,给出了一种具有立式构造、双路动力输入的结构设计方案,解决了结构设计面临的运动功能实现、结构干涉、润滑方式选择、结构与装配工艺性问题。根据结构设计的技术参数,对内摆线活塞式压缩机进行了热力学分析,确定气缸容积流量,获得气缸直径,活塞力,压缩机功率等相关热力学参数。并对压缩机进行动力学分析,分析的结果表明内摆线活塞式压缩机的惯性力已经达到了完全平衡。最后对内摆线活塞式压缩机的关键零部件进行详细设计并对其进行强度校核。对基于内摆线活塞式压缩机的研究表明,由于惯性力完全平衡,消除了压缩机运转时振源,摆脱了传统活塞式压缩机的缺陷,具有良好的应用和市场前景。
【图文】：

图２－１内摆线原理逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋Ｃｙｃｌｏｉｄａｌ逡逑６逡逑

图２－３旋转惯性力平衡方法逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｔｈｅ邋Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ邋Ｍｅ化ｏｄ邋ｏｆ邋出ｅ邋民ｏｌａｔｉｏｎ邋ｉｎｅｒｔｉａ邋Ｆｏｒｃｅ逡逑
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH45

【参考文献】

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本文编号：2582888