【摘要】：渦旋盤是渦旋壓縮機(jī)的核心執(zhí)行部件,也是最容易出現(xiàn)摩擦磨損的部位,在多種因素的影響下,其側(cè)壁面的微觀形貌與渦旋壓縮機(jī)的壽命、耐磨性乃至整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等工作性能有很大的關(guān)聯(lián)。隨著渦旋盤從等截面型線逐漸發(fā)展到變截面型線,它的加工難度越來越高,這就要求對(duì)渦旋盤零件的表面微觀形貌進(jìn)行合理量化表征以評(píng)價(jià)加工質(zhì)量和精度。因此本課題圍繞變截面渦旋盤側(cè)壁面微觀形貌表征的相關(guān)問題開展了研究工作,具體研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:首先,基于變截面渦旋盤輪廓型線的生成原理,建立了以三段基圓漸開線為其側(cè)壁面輪廓型線的幾何模型,并利用Pro/E軟件建立了變截面渦旋盤參考模型。以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并完成了渦旋盤銑削實(shí)驗(yàn)后,應(yīng)用Talysurf CLI 1000表面形貌測量儀對(duì)變截面渦旋盤側(cè)壁面表面微觀形貌進(jìn)行測量,得到其表面三維微觀形貌和表面粗糙度數(shù)據(jù),并用MATLAB軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,繪制其表面微觀形貌圖,結(jié)合表面粗糙度定性評(píng)價(jià)了變截面渦旋盤側(cè)壁面微觀形貌。其次,討論了粗糙度參數(shù)在形貌表征應(yīng)用中的局限性,采用功率譜密度評(píng)價(jià)方法對(duì)變截面渦旋盤側(cè)壁面表面微觀形貌進(jìn)行定量化的補(bǔ)充評(píng)價(jià)。利用二維功率譜密度,系統(tǒng)地分析了變截面渦旋盤側(cè)壁面表面微觀形貌的空間頻率分布,判斷了變截面渦旋盤側(cè)壁面紋理特征的方向性,并通過一維功率譜密度和粗糙度S_q的聯(lián)系對(duì)粗糙度評(píng)價(jià)方法做了補(bǔ)充。最后,基于分形理論開展了變截面渦旋盤側(cè)壁面三維形貌的表征。為了更進(jìn)一步的分析變截面渦旋盤側(cè)壁面的微觀形貌,選擇投影覆蓋法計(jì)算其分形維數(shù),并結(jié)合通過粗糙度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),以硬鋁7075和45#鋼加工的變截面渦旋盤側(cè)壁面分形特征顯著,其分形維數(shù)在2.4~2.8,其中硬鋁7075材料的渦旋盤表面較45#鋼渦旋盤表面質(zhì)量更為復(fù)雜。本文在傳統(tǒng)表征方法基礎(chǔ)上,運(yùn)用功率譜密度方法和分形理論對(duì)變截面渦旋盤側(cè)壁面微觀形貌進(jìn)行表征,能夠?yàn)闇u旋盤表面加工質(zhì)量的系統(tǒng)分析和定量評(píng)價(jià)提供依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 渦旋壓縮機(jī)動(dòng)渦旋盤 2-靜渦旋盤 3-防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 4-偏心軸 5-支架類繁多，由于其應(yīng)用場合或者工作性能需求的差異，但是其主要構(gòu)件是一致的，都包含有如，偏心軸及動(dòng)渦旋盤和靜渦旋盤。其中，偏心裝置；動(dòng)、靜兩個(gè)渦旋盤在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)偏心軸的轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用于避免動(dòng)渦旋盤繞自身中心旋轉(zhuǎn)而架則起到支撐并連接所有零部件的作用。機(jī)的結(jié)構(gòu)組成可知，在渦旋壓縮機(jī)中，渦旋盤的側(cè)壁作為嚙合表面。然而渦旋齒具有深槽薄削振動(dòng)等眾多因素的存在，容易發(fā)生讓刀和顫其側(cè)壁面往往在遺傳了加工過程的痕跡后，形面微觀形貌[4,5]會(huì)加劇渦旋齒面的磨損，而表面重要內(nèi)容，這便使得渦旋齒側(cè)壁面加工表面質(zhì)性、乃至整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等工作性能有了強(qiáng)關(guān)

碩士學(xué)位論文渦旋壓縮機(jī)工作時(shí)吸、排氣流動(dòng)損失少，且加上沒有吸氣余隙，，容積效率高達(dá)百分之九十以上，同時(shí)柔性機(jī)構(gòu)的存在還能夠保證各向間隙間的密封效果，有效減少氣體泄漏，因此，大大提高了工作效率。2.2.2 渦旋壓縮機(jī)的工作原理渦旋壓縮機(jī)工作執(zhí)行的核心部件是動(dòng)、靜渦旋盤。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)定動(dòng)渦旋盤（圖 2.1 中陰影部分）和靜渦旋盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，將它們按照相位差為180 ，兩盤幾何中心相距為 r 組裝，當(dāng)偏心軸推動(dòng)二者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)后逐漸會(huì)形成多個(gè)容積腔并不斷變化，由此實(shí)現(xiàn)氣體壓縮。低壓氣體要進(jìn)入吸氣腔可以通過靜渦旋盤上的吸氣孔或者兩盤周邊縫隙，經(jīng)過壓縮后的高壓氣體從靜渦旋盤的中心排氣孔排出。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH45

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