巧用solidworks对涡旋压缩机动平衡进行计算

1、文章编号:10050329(200502003903经验交流S olidW orks 在涡旋压缩机动平衡计算中的应用刘振全,李海生,陈英华,杜桂荣(兰州理工大学,甘肃兰州730050摘要:用S olidW orks 软件建立了涡旋压缩机部分零件模型,用Visual Basic 语言对S olidW orks 进行二次开发,并运行Visual Basic 软件设计的人机界面直接得出所建模型质量属性的详细信息,使动平衡设计计算方便、快捷。关键词:涡旋压缩机;动平衡;设计;计算中图分类号:TH45文献标识码:AApplication of SolidWorks for Scroll Compress

2、or H omeostasis s C alculationLI U Zhen 2quan ,LI Hai 2sheng ,CHE N Y ing 2hua ,DU G ui 2rong (Lanzhou University of T echnology ,Lanzhou 730050,China Abstract :S olidW orks is used to establish entitative m odel and the Visual Basic is applied to secondarily develop S olidW orks.A inter 2face betwe

3、en people and com puter is created by the use of Visual Basic s oftware.I t is easy to gain the in formation of m odels mass Prop 2erties.Then com pile calculation program.All of these will redound to design H omeostasis expediently and quickly.K ey w ords :scroll com press or ;homeostasis ;design ;

4、calculation1引言涡旋压缩机曲轴的结构特点决定了曲轴连同附多构件构成转子运动的不平衡。曲轴动平衡设计直接影响到涡旋压缩机的工作性能1。由于附多构件结构复杂,求解所受旋转惯性力和旋转惯性力矩难度很大。本文用S olidW orks 软件建立动盘组件、轴承、曲柄销实体模型,用Visual Basic 对S olidW orks 进行二次开发,通过Visual Basic 设计的人机界面更快、更准确地求解动平衡问题。2动平衡设计理论图1示出了转子上各构件与各平衡质量的位 置关系及各部分质量所受惯性力方向。图1动平衡示意各惯性力分别对如图1中平面-和-取矩,可得:收稿日期:200406019

5、32005年第33卷第2期流体机械 F (L 1-L -F 3(L 3-L 1+F 2(L 2-L 1=0F (L 3-L -F 1(L 3-L 1-F 2(L 3-L 2= 即:mr2(L 1-L -m 3r 32(L 3-L 1+m 2r 22×(L 2-L 1=0mr2(L 3-L -m 1r 12(L 3-L 1-m 2r 22×(L 3-L 2=0式中m 动盘组件、轴承、曲拐总质量,kgm 1,m 2平衡铁1所分成的两部分各自质量,kgm 3平衡铁2质量,kgr ,r 1,r 2,r 3各部分质量质心到曲轴中心的距离,m旋转角速度,rad/sL ,L 1,L 2,

6、L 3各部分质量质心到平面-的距离,m根据平衡铁的位置要求,先确定平衡铁1,2部分结构尺寸,再求解上述方程组,即可得出结构尺寸变量的值,进而最终确定了平衡铁的结构尺寸。3S olidW orks 软件的应用311建立三维模型用S olidW orks 软件绘制动涡盘组件、曲轴、轴承的三维图形,这里只介绍涡旋齿的建模方法(其余绘图过程略。建模步骤如下:(1在草图界面画出基圆,选择绘图曲线螺旋线/涡旋线,在对话框中选择涡旋选项,设置好各种涡旋线参数,点击完成绘制涡旋线。(2在生成的涡旋线末端建立一个与涡旋线所在平面垂直的基准面,在基准面上画出涡旋齿截面,截面的高度即为涡旋齿的高度。(3选择扫描曲线

7、。以涡旋齿为扫描截面,涡旋线为引导线,即可形成如图2所示涡旋齿模型。312S olidW orks 的二次开发S olidW orks 是一套基于Windows 的C AD/C AE/C AM/PDM 桌面集成系统。支持O LE (对象的链接与嵌入和C OM (组件的对象模型的编程语言都可以作为S olidW orks 的二次开发工具2。S olidW orks API (Application Programming Interface 是S olidW orks 的O LE 应用程序开发接口,本文将利用它和支持O LE 编程的开发工具Visual Basic 语言对S olidW orks

8、 进行二次开发,建立适合用户需要的、专用的S olidW orks 功能模块。图2 涡旋齿模型示意在Visual Basic 中调用S olidW orks ,打开S olid 2W orks 中事先建好的模型文件,然后用API 中G et 2MassProperties 函数,直接求出模型质量特性,函数使用格式如下:retval =SldW orks.G etMassProperties (filePathName ,con figurationName 通过G etMassProperties 函数可以得到这三部分质量的总质量和重心的位置,直接利用这些值,进而求出平衡铁的有关结构尺寸参数,

9、完成动平衡的设计。4Visual Basic 软件建立人机界面Visual Basic 是面向对象的程序开发系统。利用Visual Basic 软件创建动平衡计算应用程序3,可以在任何Micros oft Windows 环境下运行。动平衡设计界面如图35所示。图3主菜单04F LUI D MACHI NERY V ol 133,N o 12,2005 图4平衡铁1 计算菜单图5平衡铁2计算菜单首先在图3主菜单中点击读入数据,Visual Basic 程序自动将S olidW orks 所得出的模型质量属性信息读入并在界面上显示,再输入质心距的数据并选择要计算的项目,点击开始计算会自动弹出平衡

10、铁1,2计算菜单。在这两个菜单中列出与平衡铁1,2相关的结构尺寸,输入已确定的结构参数,点击开始计算即可得出未确定的结构参数(本文以平衡铁1中H和平衡铁2中R y 为未定结构参数。为了方便进行数据分析,每次输出的数据均应保存在文件中。5结语所介绍的动平衡计算方法具有良好的通用性。在遇到不同结构、尺寸涡旋压缩机时,可直接对三维模型进行动态修改,即可得出新的总质量、质心距。用Visual Basic 对S olidW orks 进行二次开发后,可编写程序自动读入模型质量特性数据,使计算更为简捷。在不断改变变量的输入值中确定一组最恰当的数值作为最终结果。利用S olidW orks 和Visual

11、Basic 软件求解涡旋压缩机动平衡问题,可减少计算工作量,提高工程设计人员的工作效率,从而缩短对该产品的设计周期。参考文献:1刘振全,杜桂荣.涡旋压缩机理论机构模型J .机械工程学报1999,35(2:38241.2江洪,李仲兴,刑启恩.S olidW orks 二次开发基础与实例教程M.北京:电子工业出版社,200313Byron.G ottfried.VB 编程习题与解答M.北京:机械工业出版社,20021作者简介:刘振全(19412,男,教授,博导,通讯地址:730050甘肃兰州市兰州理工大学石油化工学院。(上接第32页(2模拟海水试验,在水中加入5%泥砂和3%盐,压力0.8MPa ,运行100h ,检验机械密封的泄漏量及磨损情况。试验结果表明,两套机械密封运行良好,均未检测到泄漏;由于摩擦副材料为WC 对SiC ,加之采用油润滑,所以密封面基本无磨损。这种带螺旋槽的机械密封在其它领域已经得到实际应用,如用于介质中含有纤维、颗粒等物质的潜污泵等,运行情况良好。4结语(1经过大量试验室试验及工业应用表明,立式船用泵新型机械密封性能良好,完全可以满足船舶立式(海