压缩机摩擦副磨损强度计算.pdf

年和解滚妞第期压缩机 摩擦副磨损强度计 算上海船舶设备研究所王 国钦搞要容积式压缩机采用提高转速或排出压力的技术措施,在工程实践 中具有一定意义。但是不容忽视的是,随强载度提高,导致摩擦副的不正常磨损。本文给 出一种摩擦副磨 损强度的计算方 法。关键词压缩机磨 损计算引言工程上常采用以某一机型为母型,借助于提高转速或排出压力的方法以满足更高的要求,并由此衍生新机型。但是随着强载度的提高,其摩擦副的磨损加剧,影响机组工作可靠性。因此,通过对压缩机摩擦副的磨损情况 的预测而估计压缩机的工作可靠性和寿命就显得是一项极为迫切的课题。本文叙述压缩机摩擦副磨损强度的计算方法,试图用解析法预测其磨损强度,以有助于在变型号设计阶段从磨损角度考察机组运行的可靠性。磨损强度计算由于影响压缩机摩擦副磨损的因素很多,要建立磨损规律的有效的经验公式并不容易。即使能够找到某些个基于一定的假定而建立的磨损规律数学表达式,但若想通过它来进行磨损计算也是极为困难的,因为这需要完整的有效的试验数据的支持,而这些数据是很难得到的。因此本文提出如下的磨损强度计算方法。摩擦副元件磨损强度可以按其尺寸变化确定,方一田之,式中。为压缩机运行极限允许磨损,与摩擦副磨损件的初始配合尺寸有关为累计摩擦最大允许行程,是元件资源函数。压缩机摩擦副工作的极限允许磨损参照相似机型按经验选取。以下按摩擦副的两种最可能工况,即边界摩擦与流体摩擦进行分析。当处于边界摩擦时,润 滑 材料层 不超过。如油膜局部缺口或传动力穿透该膜则会发生磨损,此时在元件的微观凸出部处是其更大负载区。因此当摩擦副元件相对运动时。在每个微观凸出部发生应力波动并建立其疲劳破坏条件。边界摩擦与压缩机的不稳定工况起动、停止、变工况相对应。当处于流体摩擦时,表面颤动完全 由润滑材料层隔开,受等压载荷表面的每微元不 因表面相对位移而变化,也不会破坏微观凸出部的静载荷。流体摩擦对应于压缩机运行的稳定工况。边界摩擦计算把活塞与气缸视作滑动轴承型摩擦副来处理,即在具有圆孔半径的弹性各向同性介质元件中,放入小于、即。的半径为的弹性体,并于气缸横截面中心施集中力尸。摩擦副接触角笋。可按下式确定,。一早二平一。簇生牛奥具下一十一一。上一。一令一,一,一,产产十。沪一一必十沪。式中,、产、产为相应包容与被包容件的弹性模量和泊桑比,为接触线长度,为重力加速度,。为包容与被包容件之间初始径向间隙。参数。值取决于尹必 、 、名义接触面积。按下式确定。一笋。,式中,为平均半径。判定接触条件由确定临界 压力开始,当超作者简介王国钦,男,高级工程师。年生,年毕业于上海交通大学 内然机专业,长期从事压缩机研究设计工作。 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 过该压力时,实际接触面积部分在塑性变形条件下形成川睁一罕气,伞丝奖三翼了“式 中。为接触廓线面积,为弯曲支承面近似率参数,一,为弯曲支承面参数,为非量度综合表征表面粗糙度,二二”,为截面不平度最大高度,为表面粗糙不平顶点折算曲率半径,夕为材料弹性常数,一一川,。二为材料蠕变极限,。为常数。如果。在。一条件下,。一。,为接触廓线面积,。为名义压力,那么在 压缩机运行时,摩擦副元件呈弹性接触状态。此时如当,则形成微切削发生条件,二一。二,。,一。“,以此为磨损强度计算的出发点。而在初始加载发生塑性变形的情况下,但运行中的加载力不大于初始时,塑性接触仍变为弹性接触,所以可以按弹性接触来计算磨损强度。磨合表面弹性接触磨损强度、按下式计算,即硬 铜摩擦 损 失滞后系数一,硬铝,磷化铜一,淬火钢对于弹性接触情况,摩擦疲劳弯曲参数可以在蕊 镇范围内变化弯曲摩擦疲劳参数值与。值相合,但有时按关系式。一。一变化此处。为缺口相对延伸率对于边界摩擦可以应用基于接触形式与接触条件的摩擦系数的相应关系式,流体摩擦的滑动摩擦系数一基于,的值,习 、 一。龚翼毓,。一学马 。口日式中二为摩擦损失滞后 系数,为滑动摩擦系数,为摩擦疲劳弯曲参数,为当量应力与单位摩擦力之间的比例系数,。为弯 曲摩擦疲 劳参数,。为剪切阻力。上述计算用于压缩机运行不稳定工况所有场合或运行 稳定工况 流体润滑破坏 时都有一定 的正确性。流体摩擦计算在这种情况下不进行接触角计算,因为对滑动轴承流体摩擦允许功。“。计算中。按下式计算,即。,为考核超过 临界 压力 的试验工况 时,可以得到其具有边界摩擦的相应计算工况。此时使名义压力等于临界压力,即。一。以下提供一些计算中会用到而一时不易查得 的数据对黑色金属,一,一材“,对有 色金属,。,材,一对摩擦副金属有油 润滑 金属,。一应用探讨一高速高压电动空压机,由于排出压力高、气量大、体积小,目前,已得到广泛应用。这一机型的形 成,可上溯到年代的一空 压机排出压力、排 气量。,、。年代末,因产品配套需 要,经过论证,将一空压机转速提高到,衍生 出一空压机。年代末,随着潜水装备技术发展的配套需要,将一空压机排出压力升至,衍生出一空压机,亦即一空压机是母型一八空压机提速升压的结果。由于它强载度的一再提高,导 至其摩擦副磨损加剧,其工作的可靠性必然要受到一定程度的影响,对此必需有所考虑。为此按以上方法对一空压机 的磨损情况进行预测估算,发现该机型预期的磨损程度已接近容许极限,已无再次提高其工作指标的余地。船用小型 空压机强载度一再提高,其机组运行可靠性已引起设计、制造和使用部 门的广泛关注。研究摩擦副磨损强度计算,以制定磨损标准,确定维修间隔及使用期,是项涉及面较广的课题,尚需在使用中作系统的观察和测量,使其不断完善和可靠。本文是作者在磨损强度计算方面的初步工作,不足之处还望相关同行不吝指正。参考文中刃川和江“献叼口月几却月叼加“即八,“ 呵“中月卯,杨绍侃等活塞式压缩机零件磨损的计算 西安交通大学科研处科技情报室, 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ,一 月界,细拍万。月刁比一,一, 胡邪,洲娜称,一名,川 月何月一,川,】 她口价月越如阴, 口。加月刃硒月月一,即,一一二月凡碑目“,物称众