本文關鍵詞：微小型斜盤式壓縮機結構設計與理論分析

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【摘要】：本文對排量在3mL以下的斜盤式微小型壓縮機進行了結構設計與理論分析。微小型壓縮機所應用的對象需具備平穩(wěn)安靜運行的要求,因此決定了它必須具備低振動、低噪音的特質。微小型壓縮機的設計難點在于,活塞連桿組件產(chǎn)生的往返慣性力是造成壓縮機振動及噪聲的主要根源,由于空間受到苛刻的限制,其動平衡問題成為棘手的且必須解決的難題。本文對微小型斜盤式壓縮機進行結構設計,建立微小型斜盤式壓縮的三維模型,進而建立該機型的數(shù)學模型,從理論上進行分析該機型的力學行為變化規(guī)律。研究表明:利用雙缸布局的結構方案可以讓活塞的往復慣性力轉化為氣缸平面內的扭擺慣性力矩,從而可以利用較大跨距布局的螺釘對其進行抵御;另外,斜盤的離心慣性力對活塞往返運動派生的扭擺慣性力矩具有一定的消減作用,但過大的離心慣性力也會造成較大的對壓縮機振動不利的旋轉搖擺慣性力。由此獲得的提示是,設計制造斜盤類的微小型制冷壓縮機,采用雙缸反相布局的兩組活塞結構不失為一個較好的減振方案;另外通過優(yōu)化設置斜盤的不平衡偏心質量,也能抑制對壓縮機振動有較大影響的氣缸平面搖擺慣性力矩,從而達到降低壓縮機振動及噪聲的目的。本文工作內容主要有以下幾點:1)進行微小型斜盤式壓縮機的方案設計及結構布局;2)建立微小型斜盤式壓縮機幾何理論及基本計算,包括建立運動學、動力學模型以及瞬時馬赫數(shù)與相對壓力損失模型,進行相關熱力學計算。3)借助工程分析軟件MATLAB對該機型的運動學和動力學進行仿真分析,對該機型各部力學行為特性進行仿真研究。從理論上對微小型斜盤式壓縮機進行分析,對其設計進行理論上說明。4)運用有限元分析軟件WORKBENCH對壓縮機的關鍵零部件進行靜力計算。
【關鍵詞】：斜盤式 微小型制冷壓縮機 結構設計 理論分析
【學位授予單位】：五邑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-15
• 1.2 課題來源15-16
• 1.3 研究內容16
• 1.4 本章小結16-17
• 第二章 微小型斜盤式壓縮機的方案設計及結構布局17-32
• 2.1 總體方案設計及討論17-20
• 2.1.1 總體布局17-19
• 2.1.2 設計要點19-20
• 2.2 各系統(tǒng)布局及設計20-24
• 2.2.1 進氣系統(tǒng)設計20-22
• 2.2.2 排氣系統(tǒng)設計22-23
• 2.2.3 潤滑系統(tǒng)設計23-24
• 2.3 關鍵零部件設計要點24-31
• 2.3.1 活塞連桿組件設計要點24-26
• 2.3.2 斜盤設計要點26
• 2.3.3 動盤設計要點26-27
• 2.3.4 缸體設計要點27-28
• 2.3.5 轉子設計要點28
• 2.3.6 軸承座設計要點28-29
• 2.3.7 氣閥組件設計要點29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 微小型斜盤式壓縮機幾何理論及基本計算32-44
• 3.1 微小型斜盤式壓縮機幾何理論32-36
• 3.1.1 位移公式推導32-35
• 3.1.2 排量公式推導35
• 3.1.3 容積流量公式推導35-36
• 3.2 微小型斜盤式壓縮機熱力計算36-40
• 3.2.1 名義壓力比的計算37
• 3.2.2 名義排氣溫度的計算37
• 3.2.3 缸內氣體壓力的計算37-39
• 3.2.4 壓縮機功率的計算39-40
• 3.3 壓縮機閥隙馬赫數(shù)與相對壓力損失計算40-43
• 3.3.1 壓縮機閥隙馬赫數(shù)計算40-42
• 3.3.2 壓縮機相對壓力損失計算42-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第四章 微小型斜盤式壓縮機動力學仿真分析44-60
• 4.1 微小型斜盤式壓縮機運動學分析44-46
• 4.1.1 活塞連桿運動學分析44-45
• 4.1.2 動盤運動學分析45-46
• 4.2 微小型斜盤式壓縮機動力學分析46-49
• 4.2.1 慣性力和慣性力矩的計算47-49
• 4.2.2 氣缸平面螺釘?shù)挚沽Φ挠嬎?/span>49
• 4.2.3 氣體力及其產(chǎn)生的摩擦力的計算49
• 4.3 微小型斜盤式壓縮機運動件力學行為分析49-54
• 4.3.1 活塞連桿組件往復慣性力49-50
• 4.3.2 斜盤旋轉離心慣性力50-51
• 4.3.3 活塞往復慣性力矩51-52
• 4.3.4 旋轉離心慣性力在氣缸平面產(chǎn)生的力矩52
• 4.3.5 慣性力在氣缸平面產(chǎn)生的合力矩52-53
• 4.3.6 氣缸平面螺釘?shù)挚沽?/span>53-54
• 4.4 微小型斜盤式壓縮機動力學優(yōu)化研究54-59
• 4.4.1 活塞往復慣性力與氣缸傾角變化關系54-55
• 4.4.2 活塞往復慣性力與斜盤傾角變化關系55-56
• 4.4.3 螺釘?shù)挚沽εc氣缸傾角變化關系56-57
• 4.4.4 活塞往復慣性力與螺釘?shù)挚沽ψ兓P系57
• 4.4.5 慣性力矩與扭擺慣性力矩變化關系57-58
• 4.4.6 斜盤離心質量半徑積與扭擺慣性力變化關系58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第五章 微小型斜盤式壓縮機重要零部件有限元分析60-70
• 5.1 引言60
• 5.2 微小型斜盤式壓縮機整體靜力計算60-64
• 5.2.1 創(chuàng)建有限元模型60-61
• 5.2.2 定義有限元模型材料屬性61
• 5.2.3 有限元模型網(wǎng)格劃分61
• 5.2.4 添加載荷與約束61-62
• 5.2.5 求解分析62-64
• 5.3 活塞連桿靜力計算64-65
• 5.4 動盤靜力計算65-66
• 5.5 斜盤靜力計算66-67
• 5.6 閥片靜力計算67-68
• 5.7 軸承座靜力計算68-69
• 5.8 本章小結69-70
• 結論與展望70-72
• 結論70-71
• 展望71-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀學位期間發(fā)表論文75-76
• 致謝76

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本文編號：670370