空壓機作為氣動系統(tǒng)的動力元件,廣泛用于國民經(jīng)濟的各個行業(yè),尤其在航空航天等重要領(lǐng)域,有著質(zhì)量小、壓力大、振動小等特殊要求。目前,能實現(xiàn)中高壓的活塞式空壓機在工作過程中存在著往復(fù)慣性力及慣性力矩,導(dǎo)致機體振動較大,不容易實現(xiàn)微小型化,難以達(dá)到設(shè)計要求。因此,本文在二維（2D）泵閥能夠?qū)崿F(xiàn)微小型化的基礎(chǔ)上,設(shè)計一款應(yīng)用于航天的二維（2D）微型中壓空壓機,應(yīng)用MATLAB、ADAMS軟件對其進(jìn)行動力學(xué)特性分析。主要研究工作和成果如下:（1）基于熱力學(xué)原理建立二維（2D）微型中壓空壓機的熱力學(xué)模型,對其進(jìn)行詳細(xì)的熱力分析及計算。確定空壓機三級壓縮及各級壓力比,計算排氣系數(shù)、干氣系數(shù)、抽氣系數(shù)、吸排氣溫度、氣缸行程容積等設(shè)計參數(shù);分析計算理論功率和效率,為電機功率選型提供參考;上述計算與分析為整機的設(shè)計提供有力的理論數(shù)據(jù)支撐。（2）針對傳統(tǒng)往復(fù)活塞式空壓機不能同時實現(xiàn)微型、中高壓、振動小等特點,本文提出了三個級次活塞與連桿一體化結(jié)構(gòu),簡化結(jié)構(gòu),減小體積質(zhì)量;采用雙組導(dǎo)軌實現(xiàn)軸向往復(fù)慣性力平衡,減小機體振動;采用特定轉(zhuǎn)角矩形槽配流機構(gòu)替代了常用的進(jìn)排氣閥組結(jié)構(gòu),降低了設(shè)計復(fù)雜性。確定了等加等減速曲... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

往復(fù)活塞式壓縮機原理圖[2]

二維(2D)微型中壓空壓機的設(shè)計與研究3雙螺桿壓縮機通過一對相互嚙合的特定曲線的轉(zhuǎn)子，在陰陽轉(zhuǎn)子相互轉(zhuǎn)動過程中，形成工作容腔的容積變化完成吸排氣功能，且省去了進(jìn)排氣閥。單螺壓縮機通過一個特定曲線圓柱螺桿與一組平面星輪嚙合密封，在機殼內(nèi)腔構(gòu)成工作容積，螺桿與星輪嚙合轉(zhuǎn)動過程中改變工作容積的大小達(dá)到排出壓力介質(zhì)的功能。該類壓縮機可靠性高，適應(yīng)性強，操作維護(hù)方便，無進(jìn)排氣閥，易損件少，無往復(fù)運動，動力平衡性好，振動�。蝗秉c是轉(zhuǎn)子曲面造價較高，不能用于高壓場合，不適用于微型場合，嚙合工作時噪聲較大，壓縮比小[2]。滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機也稱為轉(zhuǎn)子壓縮機或滾動活塞壓縮機，利用一個偏心圓筒形轉(zhuǎn)子在缸體內(nèi)轉(zhuǎn)動來改變工作容腔的容積實現(xiàn)吸排氣功能，如圖1-3所示；與滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機工作原理相近，滑片式壓縮機也是依靠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)配合轉(zhuǎn)子上設(shè)置的與氣缸特定內(nèi)曲面貼合的滑片，滑片跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)伸縮，形成容積變化的工作容腔，實現(xiàn)壓力氣體排出的功能，如圖1-4所示。這兩種壓縮機的優(yōu)點是零部件較少，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，工作性能穩(wěn)定可靠，吸排氣流阻損失小，容積效率高；缺點是內(nèi)部旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與氣缸內(nèi)壁相對運動速度比較大，接觸機構(gòu)磨損嚴(yán)重，且接觸密封為線密封，在正常或者磨損情況下，密封效果差，難以實現(xiàn)高壓縮比，由于旋轉(zhuǎn)活塞與氣缸之間有偏心距，運動構(gòu)件在旋轉(zhuǎn)速度較大的情況下會產(chǎn)生比較大的旋轉(zhuǎn)慣性力，造成壓縮機機體振動并產(chǎn)生噪音。1-彈簧2-排氣閥3-氣缸4-偏心軸5-滾動轉(zhuǎn)子圖1-3滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機原理圖[2]1-spring2-exhaustvalve3-cylinder4-eccentricshaft5-rollingrotorFigure1-3.Schematicdiagramofrollingrotorcompressor[2]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文41-排氣閥2-滑片3-轉(zhuǎn)子4-氣缸圖1-4滑片式壓縮機原理圖[2]1-exhaustvalve2-slide3-rotor4-cylinderFigure1-4.Schematicdiagramofslidecompressor[2]渦旋式壓縮機屬于新一代壓縮機，其主體部分為一對動靜渦旋盤，如圖1-5所示，外內(nèi)側(cè)空間分別與吸排氣口相通，主軸帶動動渦旋盤轉(zhuǎn)動使壓縮機同時連續(xù)完成進(jìn)氣、壓縮、排氣過程，壓力上升速度較慢，故主軸扭矩變化幅度孝振動�。粺o吸排氣閥，理論上無余隙容積，效率高，性能好，噪聲低，可實現(xiàn)更小質(zhì)量體積和高速化。但是其缺點也比較明顯，渦旋型線設(shè)計復(fù)雜，制造加工精度要求高；動靜渦旋盤之間接觸面積小，密封困難，尤其壓力較高時徑向泄漏較大，容積效率降低，難以實現(xiàn)高壓縮比；壓縮機主軸運轉(zhuǎn)速度高，動靜渦旋盤相對速度很大，接觸部件之間摩擦很大，磨損較嚴(yán)重，影響精密渦旋盤的壽命。1-動盤2-靜盤圖1-5渦旋式壓縮機原理圖[2]1-movingdisk2-staticdiskFigure1-5.Schematicdiagramofscrollcompressor[2]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]二維（2D）雙聯(lián)式燃油泵的設(shè)計與研究[D]. 吳圣.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
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[3]活塞連桿一體型壓縮機工作特性研究[D]. 李小華.廣西大學(xué) 2012
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[5]2D氣動數(shù)字伺服閥研究[D]. 白繼平.浙江工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3295433