无油润滑涡旋压缩机防自转机构动力特性研究

发布时间：2017-05-21 13:27

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【摘要】：涡旋压缩机是一种新型的容积式压缩机,以其效率高、体积小、噪音低、结构简单且运转平稳等特点,被广泛应用于空调制冷、动力工程、交通运输等领域。涡旋压缩机在运行过程中,压缩腔中的切向气体力作用在动涡旋盘上,使动涡盘产生了绕自身轴线旋转的自转力矩,破坏了涡旋压缩机的正常工作,为了保证动涡旋的旋转平动,依据机构学原理设置防自转机构限制动涡盘的自转。因此,防自转机构动力特性的优劣对涡旋压缩机的性能和稳定性有着重要的影响。 本文根据机构学理论和运动学原理分析小曲拐防自转机构的受力,建立力和力矩的平衡方程,应用有限元ANSYS软件分析了小曲拐数为三个时,在不同曲轴转角下一个周期内的变形和应力,得到了变形和应力的曲线图,最大应力、变形集中在小曲拐的两端,并分析了非正常工况下,小曲拐的变形和应力,通过疲劳分析得到了小曲拐的安全系数,对强度进行了校核,可知小曲拐在要求的安全范围内可以长时间稳定工作。 分析滚珠在工作时以一定的偏心距做圆周运动,同时自身又做自转运动,根据滚珠的受力特点,建立滚珠的受力方程,建立单个滚珠和动静导轨的模型并进行有限元ANSYS软件分析,得出了模型整体的变形和应力云图,并提取了单个滚珠的变形和应力云图进行分析,最大应力和变形发生在滚珠和滚道接触区域内,校核滚珠的强度符合要求,通过寿命计算得出滚珠可以长时间稳定工作,保证滚珠设计的合理性。 分析了曲轴所受的力和力矩,建立曲轴力和力矩平衡方程,根据建立的模型在有限元ANSYS软件中分析曲轴在不同曲轴转角下的变形和应力分布,得出变形和应力云图,最大应力变形集中在曲轴的两端和轴肩部分,校核曲轴的强度符合要求,通过疲劳分析得到了曲轴的安全系数,保证曲轴长时间稳定工作。
【关键词】：涡旋压缩机 有限元 小曲拐 滚珠 曲轴
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 涡旋压缩机工作原理和结构特点12-14
• 1.2 涡旋压缩机研究方向14-16
• 1.2.1 摩擦方面研究14
• 1.2.2 型线方面研究14
• 1.2.3 泄漏方面研究14
• 1.2.4 机构动力特性研究14-15
• 1.2.5 冷却系统研究15
• 1.2.6 虚拟样机的研究15
• 1.2.7 传热方面研究15-16
• 1.3 涡旋压缩机发展现状和前景16-17
• 1.3.1 发展现状16
• 1.3.2 发展前景16-17
• 1.4 课题来源、背景及意义17-18
• 1.4.1 课题来源17
• 1.4.2 课题背景及意义17-18
• 1.5 课题研究内容及创新点18
• 1.5.1 课题研究内容18
• 1.5.2 课题创新点18
• 1.6 本章小结18-19
• 第2章 涡旋压缩机型线几何理论及热力模型19-27
• 2.1 涡旋压缩机几何理论19-23
• 2.1.1 平面啮合原理及涡旋型线构成原则19
• 2.1.2 圆的渐开线方程19-21
• 2.1.3 涡旋腔行程容积和容积比21-23
• 2.2 涡旋压缩机工作过程数学模型23-25
• 2.2.1 涡旋压缩机吸气过程23-25
• 2.2.2 压缩热力学模型25
• 2.3 本章小结25-27
• 第3章 动涡盘及十字滑环防自转机构动力分析27-34
• 3.1 动涡盘受力分析27-29
• 3.1.1 动涡盘切向气体力27-28
• 3.1.2 动涡盘径向气体力28
• 3.1.3 动涡盘轴向气体力28-29
• 3.1.4 背压腔压力29
• 3.2 动涡盘力矩分析29-30
• 3.3 动涡盘运动方程30-32
• 3.4 十字滑环防自转机构32-33
• 3.4.1 十字滑环类型32-33
• 3.4.2 十字滑环受力及运动方程33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 小曲拐防自转机构动力特性分析34-46
• 4.1 防自转机构模型及运动分析34-36
• 4.2 防自转机构动力特性36-38
• 4.2.1 小曲拐数目分析36-37
• 4.2.2 小曲拐受力分析37-38
• 4.3 小曲拐有限元分析38-44
• 4.3.1 小曲拐模型建立38-39
• 4.3.2 小曲拐模型网格划分39-40
• 4.3.3 施加载荷和约束40-41
• 4.3.4 小曲拐变形和应力分析41-44
• 4.4 小曲拐非正常工况下有限元分析44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 滚珠防自转机构动力特性分析46-57
• 5.1 滚珠机构模型和工作原理46-47
• 5.2 几何分析及结构类型47-48
• 5.3 滚珠运动轨迹48-49
• 5.4 滚珠受力分析49-51
• 5.5 滚珠有限元分析51-54
• 5.6 单个滚珠有限元分析54-55
• 5.7 滚珠寿命分析55
• 5.8 本章小结55-57
• 第6章 曲轴动力特性分析57-63
• 6.1 曲轴机构模型及动力分析57-59
• 6.2 曲轴有限元分析59-62
• 6.2.1 曲轴三维模型的建立及网格划分59-60
• 6.2.2 施加约束和载荷60
• 6.2.3 结果处理及分析60-62
• 6.3 本章小结62-63
• 全文总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘振全,李吉功;涡旋压缩机滚珠防自转机构分析[J];甘肃工业大学学报;2000年02期

2 李海生;彭斌;刘振全;王作洪;;无油润滑涡旋压缩机冷却系统的研究[J];兰州理工大学学报;2006年02期

3 刘振全;赵Z，

本文编号：383816