靜止葉片式空氣壓縮機(jī)的研究
本文選題:空氣壓縮機(jī) + 靜止葉片; 參考:《五邑大學(xué)》2011年碩士論文
【摘要】:葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、零部件少和動(dòng)平衡性能好等諸多往復(fù)活塞式壓縮機(jī)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此非常適合用作于那些對(duì)空間、重量以及振動(dòng)有較高要求的小型空氣壓縮機(jī)。但是,傳統(tǒng)葉片式空氣壓縮機(jī)長(zhǎng)期存在機(jī)械效率低和容積效率不高等缺點(diǎn),其主要原因是壓縮機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)副如葉片與氣缸、葉片與端蓋、轉(zhuǎn)子與氣缸以及轉(zhuǎn)子與端蓋之間存在有較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和接觸力,因而產(chǎn)生了較大的摩擦損耗和部件磨損,尤其是上述運(yùn)動(dòng)副的配合間隙往往又構(gòu)成壓縮機(jī)的內(nèi)部泄漏通道,并由此產(chǎn)生較大的泄漏損失,故摩擦損耗與泄漏損失是傳統(tǒng)葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)一直未解決的問(wèn)題。 本文針對(duì)傳統(tǒng)葉片式空氣壓縮機(jī)存在的不足,提出一種新型靜止葉片式空氣壓縮機(jī),該壓縮機(jī)具有一個(gè)作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子和一個(gè)靜止不動(dòng)的葉片,葉片的外端與氣缸的內(nèi)孔壁面密封緊固連接,葉片的兩個(gè)側(cè)端與端蓋密封緊固連接,藉此降低了上述配合副的運(yùn)動(dòng)速度,并減少了氣體從壓縮腔向吸氣腔竄逸的通道,故能有效地消除壓縮機(jī)在這些部件之間的摩擦損耗和泄漏損失。論文介紹了壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理,建立了壓縮機(jī)的數(shù)學(xué)模型。研究表明:轉(zhuǎn)子的扭擺慣性力矩對(duì)滑塊與葉片運(yùn)動(dòng)副的摩擦及磨損有較大影響,應(yīng)減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以降低滑塊與葉片之間的接觸力;轉(zhuǎn)子與端蓋的軸向間隙對(duì)壓縮機(jī)的容積效率影響十分敏感,應(yīng)采取軸向密封措施以減少轉(zhuǎn)子軸端間隙處的泄漏量。 本文的主要工作可以歸納為以下幾個(gè)方面: 1)首先,完成了靜止葉片式空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)研究,包括壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì),給出了缸體和轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)實(shí)例,討論了壓縮機(jī)的工作原理; 2)其次,對(duì)靜止葉片式空氣壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了理論分忻,建立了壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型和泄漏模型并進(jìn)行了計(jì)算分析,從理論上討論了靜止葉片式空氣壓縮機(jī)的摩擦行為與內(nèi)部泄漏規(guī)律; 3)最后,對(duì)靜止葉片式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行了實(shí)物樣機(jī)的試驗(yàn)研究,并對(duì)不同材質(zhì)配對(duì)的轉(zhuǎn)子和氣缸實(shí)物樣機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)分析,提出了減少靜止葉片式空氣壓縮機(jī)摩擦損耗和泄漏損失的具體措施。
[Abstract]:The vane rotary compressor has many advantages, such as small volume, light weight, few parts and good dynamic balance, which are incomparable to many reciprocating piston compressors, so it is very suitable for use in those pairs of space. Small air compressor with high requirements for weight and vibration. However, the traditional vane air compressor has many disadvantages, such as low mechanical efficiency and low volumetric efficiency. The main reason is that the main moving pairs of the compressor, such as blades and cylinders, blades and end caps, The relative velocity and contact force between the rotor and the cylinder and between the rotor and the end cover are relatively large, resulting in a large friction loss and wear and tear of the parts. Especially, the matching clearance of the above moving pairs often constitutes the internal leakage channel of the compressor, which results in a large leakage loss. Therefore, the friction loss and leakage loss are the unsolved problems of the traditional vane rotary compressor. In this paper, a new type of static vane air compressor is proposed, which has a rotor with oscillating motion and a stationary blade. The outer end of the blade is fastened to the inner hole wall of the cylinder, and the two side ends of the blade are fastened to the seal of the end cover, thereby reducing the speed of movement of the matching pair and reducing the passage of gas escaping from the compression chamber to the suction chamber. Therefore, the friction loss and leakage loss of compressor between these parts can be effectively eliminated. This paper introduces the structure and working principle of compressor, and establishes the mathematical model of compressor. The results show that the torque of torsion and pendulum of rotor has great influence on friction and wear between slider and blade, and the moment of inertia should be reduced to reduce the contact force between slider and blade. The axial clearance between the rotor and the end cover is very sensitive to the volumetric efficiency of the compressor. The axial sealing measures should be taken to reduce the leakage of the clearance between the rotor and the end cover. The main work of this paper can be summarized as follows: 1) first of all, the design research of the static vane type air compressor has been completed, including the overall structure design of the compressor, the design of the intake system, the design of the exhaust system, Lubrication system design and key parts design. The design points and design examples of cylinder block and rotor are given. The working principle of compressor is discussed. The kinematics and dynamic characteristics of the static vane type air compressor are analyzed theoretically, the dynamic model and leakage model of the compressor are established, and the calculation and analysis are carried out. The friction behavior and internal leakage of the static vane air compressor are discussed theoretically. 3) finally, the physical prototype of the static vane air compressor is studied. The test results of different matched rotors and cylinders are analyzed, and the specific measures to reduce the friction loss and leakage loss of the static vane air compressor are put forward.
【學(xué)位授予單位】:五邑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類(lèi)號(hào)】:TH45
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