YZ-23全封闭制冷压缩机的计算机辅助设计

封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 1摘 要 随着世界能源的紧缺和保护环境的呼声越 来越高,人们对家用电器中占重要地位的空调器提出了节能、降低对环境直接污染和间接污染等要求。 本文首先介绍了滚动转子压缩机的背景，和随着现代社会的进步制冷压缩机的发展。以及传热和余隙容积对滚动转子压缩机的影响，滚动转子压缩机工作的基本原理。其次，本文主体研究选择了优化的设计参数，参考多种手册，系统设计了滚动转子压缩机的主体结构以及相关的辅助设备的设计及选型。最后本文详细说明了滚动转子压缩机的几个基本设备的选择，如滑片,气缸和转子。以及它的润滑油系统的选择。 关键词：滚动转子压缩机，设备设计，气缸，润滑油系统 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 2s s of an in to as of of of to a of as s 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 3目录 第一章 前言 题背景.究意义.动转子式压缩机的理论知识 . 滚动转子式压缩机. 传热对滚动转子压缩机的影响. 余隙容积对滚动转子式压缩机性能的影响. 滚动转子式压缩机的间隙泄漏. 滚动转子式压缩机容积效率计算模型. 滚动转子式压缩机润滑系统.调用滚动转子式压缩机中制冷剂的替代.频滚动转子式压缩机.容滚动转子式压缩机.第二章 计算 热力计算. 主要参数值. 热力计算.力计算. 滑片运动规律. 气缸压力. 转子受力. 阻力矩.子的平衡.片受力分析.三章 主要零部件设计 轴. 设计. 选材.缸,转子和滑片. 26 体.封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 . 26 阀. 气阀的主要结构.四章 压缩机其它部件的设计.油系统. 润滑油的作用. 润滑油的供给形式.压缩机供油系统.振 消声.五章 结论. 考 文 献. 谢. 明 .封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 5第一章 前言 题背景 随着时代的发展，制冷与空调行业已经成为衡量一个社会经济实力、科技水平与人民生活质量的重要标志之一，制冷技术在工业、农业、科学技术及国防等领域具有越来越重要的作用。与其他的技术型产业一样，环境保护、经济发展与技术进步的要求也是制冷空调产业发展的推动力。目前制冷空调业所面临的最重要的问题，也可以说最大的挑战与机遇就是如何实现环保与节能的产品发展目标。 在环境保护方面，全球普遍关注的问题是，由臭氧层破坏和温室效应引起的日趋恶化的地球环境。蒙特利尔协议书的签署及其后相继通过的修订条例，都表明了世界各国对环境问题的普遍认知和国际上政府间的共识。这些协议的直接效果就是停止以及限制使用，从而可以降低非环保型 制冷剂 的排放对大气的影响1。 在能源方面，自上世纪 70 年代的石油危机开始，全球的能源供求矛盾不但没有减轻，而且日趋突出。储量有限却不可再生的化石能源依然控制着世界经济发展的命脉，原油价格的飚升，战争的频繁出现，无不与能源的供求有关。在加大可再生能源的研究、开发与规模化利用的力度的同时，各种节能技术的推广应用就显得尤为重要，而制冷与空调行业又是关注的重点之一。以家用空调为例，在我国一些大城市中，空调的用电量已占居民用电量的 40%50% ，刚刚过去的夏季电慌，再次敲响了节能的警钟。在国外，美日等工业发达国家的中央空调系统的全年能耗已占整个建筑物总能耗的 40%至 60%，我国空气调节的耗电总量及其所占比重正处于增长期，节能任务任重道远。 因此，探索、研究、开发、实践制冷与空调行业的新技术，以适应我国“节能优先”的能源战略的发展要求以及“资源持续利用、环境不断改善”的社会发展目标，是制冷行业义不容辞的责任。 压缩机是空调器、电冰箱等利用循环系统工作的家用电器的重要组成部件。一般来说，压缩机利用其在电机带动下运动的部件（滚动转子或往复运动活塞等）将机械能转变为压力能，实现对压缩机气缸内制冷剂的压缩，并将压缩的制冷剂排出进入制冷循环。常用的压缩机主要有往复活塞式压缩机、回转式压缩机等。滚动转子式压缩机是最常见的回转式压缩机，具有体积小、结构简单、运转平稳、噪音低等特点，尤其能适应变工况运行，因此它被广泛应用在空调器上。 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 6近年来,随着国内空调市场的迅速发展,国外一些著名压缩机制造商以各种合作形式纷纷在国内建厂,加之新技术、新工艺的不断应用,空调压缩机产业的发展十分迅猛。目前国内厂家中以引进日本和美国的技术居多,压缩机结构型式以滚动转子式和涡旋式为主。在消化、吸收国外先进技术的基础上,通过国产化、规模化生产,可进一步降低成本,增强产品竞争力2。 究意义 随着世界能源的紧缺和保护环境的呼声越来越高,人们对家用电器中占重要地位的空调器提出了节能、降低对环境直接污染和间接污染等要求。滚动转子式压缩机作为房间空调器一种常用的、效率较高的压缩机形式,它与往复压缩机相比,具有容积效率高、往复运动部件少、振动小、不需要内部悬挂支持弹簧、零部件少等优点3。 滚动转子式压缩机是压缩气体的设备,它广泛应 用于各种气动及制冷设备中。它是利用气缸容积的缩小来实现气体的压缩的。而气缸工作容积的变化则是依靠一个偏心曲轴带动一个旋转活塞与气缸壁面相啮合形成的封闭空间而形成的。 全封闭滚动转子式压缩机具有结构紧凑、 工作可靠、能效比高等诸多优点,在制冷空调器中已得到广泛的应用。为了适应竞争激烈的市场,满足消费者的需求,空调器主机性能的研究日 显重要,尤其随着空调新能 效标准的出台,各空调厂家都在进行空调器性能的改进。 随着国内外加快废除发采用对环境影响较小的新制冷工质势在必然。目前,利用 冷剂的滚动转子式压缩机已投入市场,适合于其它新制冷工质的压缩机系列也即将问世。相应于新制冷剂的压缩机热力性能的计算,新型润滑油的开发,新制冷剂与润滑油的相溶性,电机绝缘材料的改进和压缩机制造材料的选择都有待于完善。 近年来,随着对结构的进一步改进和加工精度的进一步提高,使得滚动转子式压缩机在低温领域中同样具有较高的性能系数,因而已成功的应用于家用冰箱和冷柜中,它不仅大幅度缩小了安放压缩机的空间,增大了冰箱和冷柜的有效容积,同时还减轻了冰箱和冷柜的整机重量。 为了适应节能降耗和舒适性的要求,滚动转子式压缩机将不断改进其性能,向高效节能、保护环境、低噪声和智能控制方向发展。 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 动转子式压缩机的理论知识 制冷压缩机在面临环保、节能、以及企业间竞争等一系列的挑战中出现了新的突破。在整个压缩机工业的方方面面都广泛使用的电子计算机成为不可或缺的手段，这包括计算机数据采集和整理，计算机辅助设计、设计和工艺的优化等。其带来的总体效果体现在压缩机的小型化和高效率，此外，噪声和振动得到降低，可靠性得到提高和寿命得到延长。而在取得这些成就的过程中所消耗的开发、设计和生产制造时间都比过去短且费用亦低。 动转子式压缩机 滚动转子式压缩机由于具有体积小、结构 简单、运转平稳、噪声低的特点,尤其是能够适应较大的工况变 化(压力变化)的优点,因 此在小型空调、热泵、家用冰箱中的使用越来越广泛。但它仍有很多不足的地方。 目前,改进滚动转子式压缩机特性的技术方案主 要集中在提高机组工作效率、选用优质材料、降低噪声、增强可靠性等4个方面。4提高压缩机的效率主要从电动机和压缩机机构两方面着手。对于提高电动机效率可以采用特低铁损高磁通量的新型硅钢片作为铁芯材料,改变传统的绕线技术,提高电机的槽满率,装配过程中严格控制电机转子与定子之间的气隙等方案。 对于提高压缩机机构的效率,采用的措施有:采用圆形气缸,用减少螺栓扭紧力矩来减少其变形;高精度加 工,提高滑动部分表面精度;采用计算机模拟技术,引入有限元方法,同时要考虑制冷剂及润滑油的泄漏、吸气加热损失、余隙气体膨胀等因素,建立滚动转子式压缩机的数学模型来指导设计。严格控制压缩机的装配间隙主要包括滚动转子与气缸的径向间隙、转子与上下端盖的端面间隙、滑片与气缸槽的侧面间隙、滑片与上下端盖的端面间隙;改善润滑油循环系统,采用形排气管和新型的油封装置,选用最合适的油槽、油量和制冷剂流通面积。 全封闭的滚动转子式压缩机的噪声声源主要来自电机噪声和机械噪声两类。 电机噪声是由于电机结构中不同极性的相互作用而产生的吸引力使电机的定子与转子空气间隙发生变化,产生磁场振荡而引起噪声。可以通过改进电机的转子,使电机转动的自振频率避开电源谐波频率,可以大幅降低电磁噪声;适当降低压缩机转子的偏心率,也可以降低电磁噪声。机械噪声是由于排气阀片的运动作用、气体压力脉动以及各种运动部件激励振动而产生噪声。降低机械噪声的措施有:通过阀片系统的修改,消除阀 片的颤振;采用合适的阀片 升程限制器及高度,并适当增加阀片弹簧阻尼,都可以大大降低阀片噪音。 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 利用407和410制冷剂的滚动转子式压缩机已投入市场,适合于其它新制冷工质的压缩机系列也即将问世。相应于新制冷剂的压缩机热力性能的计算,新型润滑油的开发,新制冷剂与润滑油的相溶性,电机绝缘材料的改进和压缩机制造材料的选择都有待于完善。 热对滚动转子压缩机的影响 滚动转子式制冷压缩机因具有容积效率高、零部件少、体积小等优点而在空调器中得到了广泛使用。但随着能源日益紧张,对压缩机节能的要求也越来越高。传热是影响压缩机设计和运行的重要问题之一。容积效率、压缩机功率、排气温度等压缩机的许多性能指标都受到传热过程的影响。必须对整个压缩机内传热过程进行分析,这样将有助于进行优化设计并提高压缩机的性能和可靠性变频滚动转子式压缩机。 传热是影响压缩机设计和运行的重要问题,容 积效率、压缩机功率、排气温度等压缩机的许多性能指标都受到传热过程的影响。考虑润滑油流动在传热过程中的影响，应用集中参数法每块进行了能量分析,建立了传热数学模型并进行了计算,有助于进行优化设计并提高压缩机的性能和可靠性。5隙容积对滚动转子式压缩机性能的影响 全封闭滚动转子式压缩机具有结构紧凑、 工作可靠、能效比高等诸多优点,在制冷空调器中已得到广泛的应用。为了适应竞争激烈的市场,满足消费者的需求,空调器主机性能的研究日 显重要,尤其随着空调新能 效标准的出台,各空调厂家都在进行空调器性能的改进。作为空调系统的核心部件,压缩机的性能对空调系统性能的提高具有举足轻重的作用。在影响压缩机性能的众多因素中,余隙容积对压缩机的性能有着较大的影响。 在不影响排气通流面积及工艺加工实施的情况下，保持铣刀直径及槽口深度8封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 不变,仅仅把倾角由原来的 33改为 45，将共鸣腔由 减小其容积，便可减小槽口余隙容积。6因此,改进余隙容积后压缩机的制冷量和能效比都有了明显的提高,这主要是由于余隙容积减小后,在输入功率相差不大的情况下,压缩机的有效排气量增大,制冷能力增强,从而使得压缩机的能效比有了显著的提高。但同时可以看出因余隙容积的减小,特别是共鸣腔容积的减小,导致噪音随之增大。 动转子式压缩机的间隙泄漏 滚动转子式压缩机作为房间空调器一种常用的压缩机,它属于回转式压缩机,而泄漏是影响回转式压缩机性能的主要因素。由于滚动转子式压缩机的内部零部件多采用间隙配合,泄漏通道较多,其泄漏的物质为制冷剂和润滑油的混合物。 考虑到滚动转子式压缩机内转子径向间隙动态变化，利用润滑油流动模型来模拟计算转子径向间隙制冷剂的泄漏量。通过改变转子的径向间隙，利用滚动转子式压缩机在标准工况下的性能试验来间接验证泄漏对滚动转子式压缩机的影响。结果表明：转子径向间隙制冷剂的泄漏量是影响滚动转子式压缩机性能的关键因素。合理设计间隙值，可以有效地降低泄漏损失，减小摩擦功耗，并提高整封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 10机的容积效率。 传统的压缩机都是采用气缸与外壳焊接方式定位，这样会引起气缸的变形，主要反映在叶片槽的变形上。叶片槽变形量大会引起叶片卡死现象，为避免这种情况，在加工叶片槽时必须预留出较大的适应变形余量,余量过大又导致叶片两侧的泄露量偏高，影响压缩机性能。上轴承定位技术即为解决这一问题而被广泛采用,采用此种技术，泄露量有一定改善。针对滚动转子式压缩机在采用主轴承定位技术后，仍存在制冷剂泄露量较大的，根据主轴承的结构特性,分析了可能引起排气口变形的几种原因，运用轴承在流体压力的作用下，排气口处的变形量进行理论计算和分析。7动转子式压缩机容积效率计算模型 在对滚动转子式压缩机进行设计、优化和 选型时,需要广泛适用、准确而可靠的模型作为基础,由此进行模拟与仿真,才能实现压缩机以及整个空调系统的数字化设计。 影响滚动转子式压缩机容积效率的因素, 包括吸气过程中的阻力损失和加热损失、高压侧向低压侧的泄漏损失,以及未排出的残留高压气体的膨胀等。基于以上分析，总结出两种容积效率拟合关联式，并进行讨论研究。 理论模拟方法：理论分析可以深入揭示压缩机的热力工作过程，对各热力过程仔细列出能量方程、质量方程、动量方程等进行数值模拟，这在生产压缩机的研究中占重要地位。但对有些压缩机而言，某些结构参数及系数难以分析，需用试验或其它方法才能得到，有时不得不采取估计值，这就影响到理论模拟方法的精度。 试验曲线模拟方法：试验数据决定了压缩机实际运行的真实状况。性能参数如制冷能力、功率消耗、性能系数及容积效率等，一般在压缩机性能试验台上测定。直接对试验曲线进行模拟，可以得到较为准确的模拟结果。8在大量试验数据的基础上,分析了滚动转 子式压缩机性能参数容积效率的影响因子,优化经典公式,并建 立新的性能关联式。在最小 二乘法基础上,采用多元非线性拟合法求解性能关联式的拟合系数。经分析研究,发现拟合值与计算值相对误差很小，两者吻合的相当好。由此的到了更具通用性、精度更高的压缩机性能关联式。在此基础上建立的压缩机模型能准确有效的反应压缩机和空调系统实际运行的情况。 动转子式压缩机润滑系统 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 润滑油循环流动对压缩机内的热交换和温度分布有很大的影响。为了更好地分析了解压缩机内的热交换情况,应当考虑润滑油的作用。润滑系统在压缩机的正常运转中起着如下作用:使 压缩机运动零件表面形成一 层油膜,降低摩擦功,减少运动零件的磨损量和摩擦热 ;润滑油的循环流动带走了 摩擦产生的热量和磨屑,改善了摩擦表面的工作状况,润滑油充满于各泄漏通道中,起着密封作用；又由于油膜的吸声作用,从而降低噪声。9润滑油循环流动对压缩机内的热交换和温度分布有很大的影响。对压缩机的润滑系统进行了分析,考虑到润滑系统与压缩机的动力和传热过程的耦合影响,得到各摩擦副的供油量,分析了间隙和粘度等参数对压缩机性能的影响,为压缩机设计和润滑油选用提供依据。 调用滚动转子式压缩机中制冷剂的替代 目前由于 制冷剂的大量使用与排放，已造成臭氧层的衰减并因此形成“空洞”。另外，由于 制冷剂产生“温室效应”，引起地球表面温度的上升，气候反常。 目前，家用空调器中多采用H 为制冷剂，对于虽然目前处在尚可接受的范围之内，但毕竟对大气臭氧层仍有一定的破坏作用，并具有温室效应，因此最终将被替代。10从以认为，在2000年左右，世界主要的空调器和压缩机生产厂家(包括我国)很有可能在一个适当的时机推出 替代工11封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 12质的空调器和压缩机。鉴于此，研制 替代工质的制冷压缩机和空调器是非常必要的。 频滚动转子式压缩机 滚动转子式压缩机因其有体积小、重量轻、零部件少、容积效率高等优点而被广泛应用于房间空调装置中。普通的房间空调器有22%的时间运行在低负荷状态,且一般采用制,季节能效比较小,而采用变频技术对冷量进行调节,不仅可大幅节能,还能够改善空调质量,内11。对于变频压缩机而言,低频时轴承偏置角对压缩机性能的影响更加显著。 机器在变频运行时,制冷量、指示功率随频率几乎呈线性上升,容积效率也呈上升趋势,而性能系数在 2575围内则呈抛物线变化,在额定转速时达到最大。对于工作在低负荷下的房间空调器,可降低转速、提高蒸发温度运行以匹配负荷,又能保持较高的性能系数。 排气舌簧阀是影响机器可靠性的关键因素 ,它的响应直接影响频率的变化范围。随着频率的上升,气阀关 闭时间越来越延迟,且阀片 的振动次数增多,振幅变小；频率过低会使变频器和电机的损失大幅度上升,因此机器应控制在合适的变频范围内,文中样机宜在3075变频压缩机可以提高空调器的季节能效比 和热舒适性,并使压缩机容量有随负荷的变化而具有较大的变化能力,因此近年来在国外发展很快。目前变频压缩机的频率调节范围从201809但变频压缩机需要解决的问题是:高速运转时轴承负荷过大;滑片摩擦和磨 损问题;气阀的寿命问题; 低转速的振动和润滑油的供给问题。同时,对压缩机的设计和制造提出了更高的要求。 容滚动转子式压缩机 空调器在工作中，为了达到室内温度的舒适性和节能的目的，将空调器设计成一定情况下制冷量根据需要而改变，这个功能要求通过调节空调器的压缩机排气量变化来实现的。变频压缩机是通过压缩机内部特殊的电机，和空调器电路中的变频器来改变压缩机的工作转速，达到压缩机排气量的变化。变容压缩机则是通过压缩机泵体内特殊的排气阀的开闭，来实现压缩机排气量的变化，达到空调器制冷量的改变。 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 采用变容滚动转子式压缩机的空调器系统中，不需要较贵重的变频器，所以降低了整机成本。克服了由于变频与空调器匹配不良，而带来压缩机使用性能下降的问题。而且在工作中，由于没有变频器，受外界电网变化影响小。压缩机的工作转数基本是平稳的，有利于提高使用寿命。而且避免了电磁污染的问题。变容压缩机的制冷量变化百分比可根据用户的要求改变排气孔径的设计，制造时很简单。目前，没有较大的变频压缩机产品的条件下，变容滚动转子式压缩机适用于可变换制冷量、功率较大的热泵，是具有推广价值的压缩机。 目前由于变频空调器在变频器和变频压缩机都存在造价高、在空调系统匹配中有一定难度、制冷能量小的局限。所以，在一些大功率的空调器中采用变容滚动转子式压缩机有一定的优势。它基本上不需要复杂的电子电路，利用开关即可实现制冷量的调节，因此，控制、驱动部分的电路简单、价廉可靠，适用于大一些的热泵空调器上。1213封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 第二章 计算 力计算 : 要结构参数: 制冷量:2740W 蒸发温度: 冷凝温度:过冷温度: 吸气温度:35 制冷剂:速:n=2980 r/ 热力计算 p, 比容 v, 温度 t, 比焓 s. 14t ,1t 况 5 主要参数计算: 1) 单位工质制冷量 (kJ/0 - 1=kJ/ 1kJ/以 =170.7 kJ/位理论功 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 - =kJ/ 2容积系数取k=(通常 ) %2.1=c %2%1= =1 / ) 压力系数由于滚动转子压缩机没有吸气阀, 吸气压力损失 =1 5) 温度系数对于制冷剂取A=0=(01= 式中 , , 发温度及压缩前吸气温度 1泄漏系数当精心设计选用较小间隙时. 13这里取: ) 输气系数: = 压力比 因为 = =0= / =理论质量输气量 / =2740/00s 15封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 10) 理论输气量 =11) 理论功率 =056W 12) 主要结构参数 h/)r(= 式中: n里取n=2980r/r计气缸参数 R=，L=（. =r=为气缸长径比, 其公式为 = ,通常 =13= = 为相对偏心距 其公式为 r)( = ,通常 =13r)( = =(13) 指示效率取k= =0 , = 1+-1/k) / ( - )= 为压力比 16封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 别吸,排气阀平均压力降,单位为 分别为压缩开始及终了时的比焓,单位为J/4) 取机械效率为 15) 取电动机效率为 16) 电效率 17) 输入电功率 /1090W 18) 。所以滑片是构成气缸工作容积的主要零件。它的运动规律影响气缸工作容积的变化。 如图 2滑片的位移看成是接触点 A 离开最高位置 B 点的距离 X。连接 , 的粗实线恰与往复式压缩机中的曲柄连杆相似。 是旋转中心, 相当于曲柄销中心, A 是转子半径r。当于连杆小并没有。当气缸内圆半径为片位移为 X=17滚动转子式压缩机运动机构示意图 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 其中 可由几何关系得14: =21222) + 式中 为曲柄转角,规定转子在最上端位置时的转角 =00,令e/r= ,e/R= X=R 1 + /2(1- ) 2 其中R= =入式中得: X= 速度C= R + /2(1- ) 2 其中 31230/n = ,代入式中得: C=2 ) 加速度a= R 2 /(1- ) 2 代入各值得: a=2 ) 角 时气缸内的压力 为： P2(22(+=）（）（）（）（中. 为吸气孔口前边点的夹角。 =30035015这里取 =300= 6/ 。 n 查书小型制冷装置设计指导表51p = 。 各值代入式中为: P =+）（）（220000+=封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 0 90120 150 180 210 240 270 300 330 360度 转子受力计算 ()() )21/()1+=代入数据得: () )23.0)+= 0 90120 150 180 210 240 270 300 330 360度封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 力矩 因为气体合力的作用线不通过旋转中心O。而是通过几何中心。它距旋转中心的距离为l。因此构成力矩力矩的方向与压缩机的旋转方向相反。是压缩机阻力矩的主要组成部分。 其单位为N 力旋转中心产生旋转摩擦力矩 方向也是逆旋转方向。故也是阻力矩的组成部分。 阻力矩M 可表示为: = ()() )21/()1212+=1(9550 =3600)()/(3600)(12112回流系数,回流使输气量减少,但是,因为 角仅有 300350,其间的容积变化很小,所以回流系数可近似取为1。 =把各数值代入公式中得: = 整理各数值,得出: )23.0)625000(+= 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 (7149550= = = =)625000p )23.0) + +出下图: 0 90120 150 180 210 240 270 300 330 里可用 =m= 和反力矩。可计算旋转不均匀度在 )利用 )2/( ,通常 1001。 3 转子的平衡 于滚动转子对旋转中心存在偏心距,故转子旋转时产生旋转惯性力,以采用平衡质量加以平衡。下图显示出单缸机旋转惯性力及力矩的平衡方法。转子的偏心质量为 m 。偏心矩为 r 。 x 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 22单缸机旋转惯性力及力矩的平衡 平衡质量加在电动机转子的一侧,则会产生不平衡力矩,确定压缩机的初步尺寸： 若电动机转子的两侧,从而保证既可消除不平衡力又不产生不平衡力矩,应满足下面公式。15=22+= )1(= =25封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 23子的偏心质量 =7.8 g/ . 3 4 滑片的受力分析 侧面的气体压力差与滑片侧面面积的积形成气体力。 ( )=0代入数值得出平衡块的质量： =m =气体力，作用于滑片两它使滑片承受曲载荷而产生变形。其值为： )(1 =气缸中的长度。 是滑片的往复位移。 体力图 纵向作用力，可以从上式中看出滑片承受的纵向作用力有滑片弹簧力 ,滑片式中。X 是滑片伸入 就0 90120 150 180 210 240 270 300 330 360度作用于滑片下部端面的气体压力产生的气体力,滑片上部与机壳相通造成的背压力生的气体力等。 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 为了保证滑片永远与滚动转子接触。滑片弹簧24+ )(1=180二项背压力产生的气体力,背压壳为吸气压力时, 中右边第一项近似认为下部端面的气体压力 各占一半。气体力的大小随力式 通, 第 往复运动惯性力, 它的大小和方向均随转角而变化。滑片厚度取 10 = 。 取最压缩腔 三项, 值127 。了计算出滑 ,转子受力 ,阻力矩 M。气力 ,以及纵向力 ，我们使用 助计算机来完成。程序中的参数分最大 2S 1位移 X,加速度 a, 气缸内的压力 代表角度变量，以为 100步长， D 为气缸直径。r 为转子半径。 为长径比, 代表角速度. 625.0=封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 25第三章 主要零部件设计 轴 曲轴承受较为复杂的扭曲和弯曲载荷,所以要求曲轴具有足够的疲劳强度和和减振性要好,良好的加工精度和表面粗糙度,润滑可靠,易于加工。另外由于轴与轴承间的间隙会影响压缩机的性能。往往建议轴的刚性不要过大。 压缩机的曲轴有三种基本形式： 曲柄轴,曲拐轴,偏心轴。 仅有一个偏心轴径,缩机的往复惯性力很大,无 法平衡,振动较大。在此次设计中,选用的就是这种偏心轴,而且用平衡块来平衡旋转惯性力和力矩。 在曲轴设计中,应特别注意各截面 交界处的圆角过渡。对于偏心轴，由于省L 和过渡圆角半径 r 。 此外，采用卸载槽、刚度,材 只能驱动单缸压缩机,此时压曲轴选用的材料有优质碳素钢和铸铁。对于功率较大的压缩机采用球墨铸铁。此次设计中选用球墨铸铁。 计 去了曲柄,应合理地增大偏心轴过渡区的轴向尺寸 空心轴颈和增加轴颈的重叠度都有利于提高曲轴强度。压缩机中实际采用的主轴颈直径根据压缩机功率分别小型制冷装置设计指导图:5 核 在此次设计中，我选用的是偏心轴。以要中：轴平面内的弯曲负荷是主要的，按其所受弯曲负荷进行计算。轴的扭转强度条件为： 95493 =输入的轴功率 ；是 ； =20 算界面处的直径 d m 封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 2633=主轴采用的是球墨铸铁 =25459549以偏心轴的设计符合要求。 缸,转子和滑片 要求是,应具有足够的强度和刚度 ,工作表面耐磨性好,尽量减少余容积等。此次设计中气缸直径取为54, 12取气铸铁,而滚动 转子采用镍铬钼铸铁. 滑片的选材上必须具气缸结构图 滚动转子式压缩机的主要结构参数有:气缸直径D。气缸轴向长度L。转子贪心距e。及相对气缸长度(即长径比:对气缸的隙缸高度为24。气缸选用灰有足够的疲劳强度和刚度，片弹簧没有采用通常的圆柱形而采用圈行，使气缸结构更加紧凑。 （ = =L/D)。以及相对偏心距 ）。转子半径r。前面的热力计算已经算出它们,分别是： D=54 L=24 r=22 = =封闭制冷压缩机的计算机辅助设计 27)2(1)(22=取 ,D 的值时。是根据其对压缩机性能影响定的。因为的 和 值越大泄漏量越大。而相对偏心距 影响气缸的有效利用率。 气缸容积比也影响气体力的大小。说明偏心距大。 但是 也不宜得 大,过大不仅会使作用于滑片的气体力增加,使滑片与滚动转子间的摩擦条件变坏,而且由于滑片行程增大而使振动和噪音增大。 也 的值越小B 值越小。气缸有效利用率越高。另外则滑片行程越长。作用于滑片的气体力就增加。选 过会造成结构上的困难。 值也不宜过小,过小会使气缸直径增加, 压缩机外形尺寸增加,结构上显得欠合理,且使滑片与转子间的滑移速度增加,磨损加剧。 滑片的结构尺寸选取可按下面提供的数据参考选取：滑片的厚度 保证有足够的导向作用 ,防止滑片被卡住 ,滑片高度 H=(510 )e。因为e= ,于是选取 0 ,高度 H=25。 体 机体是整台压缩机的支架,用以支撑压缩机的主要零部件. 全封闭转子式压加工较复杂的零件。几乎所有零件都安装在机体的上面。机体支撑，并使这些零件互