螺杆转子的建模及模态分析

为了研究双螺杆真空泵中阴、阳螺杆转子的固有属性对真空泵工作性能的影响,利用有限元方法对某型双螺杆真空泵的阴、阳螺杆转子的振动特性进行研究。在MATLAB软件中,通过数值计算的方法,推导出阴、阳螺杆转子型线的生成过程。以某型双螺杆真空泵为研究对象,在UG软件中建立阴、阳转子的三维模型,根据实际工作条件,在ANSYS软件中对其进行模态分析,得到阴、阳转子前6阶模态振型。对比各阶的模态发现:在第5阶和第6阶阴转子的扭转变形量最大且出现在排气轴端,而在第3阶和第4阶阳转子的扭转变形最大也出现在排气轴端;并对其是否产生共振进行了验证,为螺杆转子实际工作情况提供借鉴。     

单螺杆压缩机转子异步压缩循环的动力学分析

针对传统大排量、大压差单螺杆压缩机工作过程中阻力矩波动大、噪声高等问题,创新性地提出螺杆转子奇数齿槽结构,并基于力学基本原理及单螺杆压缩机工作特性,对奇数齿槽螺杆转子受力状况进行了分析,建立了奇数齿槽螺杆转子动力学模型,研究了异步压缩单螺杆压缩机中螺杆转子的动力学规律。研究结果表明:异步压缩单螺杆压缩机螺杆转子主要受径向气体力作用,该作用力不仅大小不断变化,其方向也沿着螺杆转子的径向不断旋转,变化周期为转过两星轮齿夹角所需时间的1/2;该作用力的等效作用位置在螺杆中心面与排气端面之间呈周期性变化,并在开始排气时发生突变。上述研究结果对异步压缩单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。     

双螺杆压缩机齿间间隙分布的计算

基于双螺杆压缩机齿间间隙的生成原理,提出将阴、阳转子齿面沿接触线的法向间隙作为阴、阳转子的齿间间隙,将螺杆压缩机齿间间隙分布的计算转化为沿接触线的间隙分布的计算,即转化为沿接触线的间隙带的计算.计算结果表明,螺杆压缩机齿间间隙分布存在跃升现象.该方法可以获得完整的齿间间隙分布规律,可以量化不同的齿间间隙获得方法对齿间间隙分布的影响,计算精度能够满足工程设计的需要.     

螺杆压缩机设计理论与关键技术的研究和开发

基于螺杆压缩机热、动力学的理论研究，建立了螺杆压缩机工作过程中热力学、动力学计算的数学模型，并在螺杆压缩机工作过程指示图录取、压力脉动测试、转子轴向力测量、油分布的可视化等实验研究基础上，揭示了螺杆压缩机热、动力性能与转子型线等设计参数之间的内在规律，建立了完整的螺杆压缩机设计理论．在设计理论的指导下，开发了转子型线设计、刀具刃形设计、SCCAD设计等技术和软件，与本行业知名企业合作开发系列产品，并实现大批量生产，使新产品广泛应用于制冷空调、空气动力和石油化工等领域，实现了我国螺杆压缩机产品的更新换代，推动了我国压缩机行业的技术进步和产业结构优化．     

螺杆压缩机阴转子定轴横轧成形可行性研究

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件,具有螺距大、齿高半径大和螺旋升角大的特点,现有工艺为切削加工.提出一种将带有非对称螺旋齿形的螺杆阴转子直接轧制成形的新工艺,旨在实现螺杆转子的近净成形,大幅度提高其生产效率.采用有限元数值模拟和轧制试验相结合的方法对螺杆阴转子的定轴横轧成形进行了研究,得到的螺杆阴转子的非对称螺旋齿形分度均匀良好、齿形填充饱满、成形尺寸基本满足设计要求.研究结果表明,定轴横轧螺杆阴转子的工艺是可行的,具有一定的工业应用价值.     

基于逆向工程的压缩机螺杆转子快速成形加工

结合压缩机螺杆转子成形工艺特点,对某螺杆转子的反求过程与快速成形进行了研究。阐述了反求过程中转子的三维数字化测量、点云数据处理、转子曲面重构、三维模型重建等技术,获取了转子的三维实体模型,并利用快速成形技术,实现了转子的快速成形加工。研究结果可为新型压缩机螺杆转子的设计与制造提供参考。     

双转子空调压缩机的性能研究

研究了两转子相互错开１８０°的双转子空调压缩机．以热力学基本方程及马丁－侯方程为依据，顾及双转子与单转子不同的特点，并考虑了工质和润滑剂的泄漏、气缸壁和转子间的热交换、气阀的运动规律等因素，建立了双转子压缩机的工作过程数学模型，编制了以模型为依据的仿真计算机程序．通过对样机的基本性能指标测试分析，取得了与仿真值相一致的结果．还对双转子压缩机的动力性能作了研究，给出了其能量不均匀度值与单转子压缩机值的大小比较．这种空调用双转子压缩机比单转子压缩机有很大的优点，如：负载均匀、振动小、单机制冷量大等，因此，该双转子压缩机特别适用于变频调速的空调器．研究结果对设计及制造空调压缩机有重要的参考价值．     

同步回转式制冷压缩机的运动分析

为了解决目前小型全封闭制冷压缩机由于运动部件之间相对运动速度较高而引起的摩擦磨损严重和零部件使用寿命短的问题,开发研制了一种新型的全封闭同步回转式制冷压缩机.介绍了同步回转式制冷压缩机的工作原理和结构特点,对关键零部件的运动规律以及相互之间的运动关系进行了分析推导,并对一台同步回转式制冷压缩机样机进行了数值计算.结果表明:样机的转子与气缸之间的平均相对运动速度为2.62 m/s,比同规格的滚动活塞式压缩机和滑片式压缩机的分别降低了79.16%和76.83%;样机的滑板与转子之间的平均相对运动速度只有0.80 m/s,比同规格滚动活塞式压缩机的降低了92.93%,比滑片式压缩机的滑片与气缸之间的平均相对运动速度降低了93.64%;同步回转式制冷压缩机转子与气缸以及滑板与转子之间的相对运动速度非常小,可以大大降低相互之间的摩擦磨损,提高压缩机的性能及零部件的使用寿命.     

共轭螺旋转子的几何分析及投影作图

建立了螺杆压缩机转子共轭运动的数学模型,对共轭转子的合特性进行了理论分析,推出了一套通用任何型线的共轭转子的基本公式。     

同步回转式压缩机滑片摩擦特性研究

通过对新型同步回转式压缩机滑片的运动及受力分析,建立了其动力学模型,分析推导了滑片上各点摩擦力随主轴转角的变化关系及滑片上摩擦功耗的大小.在该模型基础上,对一台排量为96 cm3/r的同步回转式压缩机样机的滑片所受的摩擦力及摩擦功耗进行了分析计算,并与相同规格的旋叶式压缩机进行比较.结果表明:同步回转式压缩机滑片摩擦功耗主要发生在滑片与转子滑槽之间,占滑片总摩擦功耗的88.5%;样机的滑片摩擦功耗只有66.08 W,比同规格旋叶式压缩机的滑片总摩擦功耗降低85.1%;样机的总摩擦功耗约为218 W,比同规格旋叶式压缩机降低53.8%.研究结果表明,同步回转式压缩机在摩擦功耗方面表现出明显优势.