基于逆向工程的新型双螺杆压缩机转子型线的研究

发布时间：2018-10-13 13:54

【摘要】：螺杆压缩机现广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等各个工业部门。由于其有着宽广的容量和工况范围,正逐步替代着其他种类的压缩机。现在所使用的容积式压缩机大部分都是螺杆压缩机,并且螺杆压缩机的应用仍在逐步扩大。相对于螺杆压缩机在国内的应用,其研究现状并不尽如人意。双螺杆压缩机的发明源于国外,经过多年的研究,国外已经对压缩机的转子设计定义了一套比较完整的理论体系,而且经过多年的积累,国外的转子型线已经形成了标准化、系列化。国内对螺杆压缩机转子的研究起步较晚,在一些方面的研究还落后于国外。本文通过对双螺杆压缩机转子型线的参数化设计、转子曲线、曲面轮廓设计等方面进行研究,提出了正向和逆向两种设计思路,基于这两种设计思路完成转子型线的设计并得到转子型线数据,最终运用设计出的转子型线建模分析其物理特性。通常的压缩机转子型线设计过程是一个复杂的、长期的过程,从初期的理论设计开始,继而进行实体设计,最终进行实验验证。但是每个产品的开发过程都不是一次性就能完成的,转子型线的设计过程要经过不断的修改、论证和实际验证才能最终完成设计。而转子型线的参数化设计能够很好的解决开发设计时间漫长和修改设计过程繁琐的难题。参数化设计在这里对于更快速、更高效的设计一条较好的转子型线和得到其型线数据提供了很大的帮助。本文首先应用正向的思路,运用自由曲线理论设计阴转子型线,通过转子啮合原理和空间转化原理来求得阳转子和啮合线;另外还从逆向的思路出发,研究出了一种逆向生成转子型线的方式,先通过自由曲线理论设计啮合线,通过啮合线逆向反求出阴阳转子型线。螺杆转子作为螺杆压缩机的核心部件,其投影在转子端面所形成的转子型线将是双螺杆压缩机研究的重要部分之一,设计的转子型线优良与否直接影响双螺杆压缩机的效率、精度和寿命。本课题首先将对转子型线的设计原理和转子型线的一些性能参数对压缩机性能的影响进行研究,通过对这些内容的分析来定义一条有较好性能的转子型线所需的设计要求;同时,通过研究啮合线曲线的特征对转子型线性能的影响因素,以这些因素为基础设计啮合线,应用逆向算法反求出一条较好的转子型线。本文在正向设计型线时,应用到了一些易于修改和调整的自由曲线,将这些自由曲线作为转子型线的组成类型,通过曲线理论和啮合理论,设计一种全新的转子型线;在逆向设计型线的过程中,啮合线的组成曲线中也应用到了自由曲线,使得啮合线能够更方便和快捷的设计出来,在此基础上逆向求得转子型线。这样就大大加快了型线的设计进程和有效避免了传统设计过程中的不确定因素。基于本文正向和逆向的两种型线设计方式的研究,结合VC++6.0编程软件,针对正向和逆向的转子型线设计过程开发和设计了一套软件系统。最终,通过算法分析和有限元分析来验证所设计转子的一些物理特性,保证得到的转子型线的可行性和合理性。
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【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH45

【参考文献】