双涡圈涡旋压缩机完全啮合型线修正理论研究-机械工程学报.PDF

第41 卷第3 期 机 械 工 程 学 报 Vol. 4 1 N o . 3 2005 年 3 月 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING M ar. 2 0 0 5 双涡圈涡旋压缩机完全啮合型线修正理论研究* 王 君 刘振全 (兰州理工大学石油化工学院 兰州 730050) 摘要：创建了双涡圈渐开线型线能实现完全啮合的修正方法，得到了该修正涡旋齿的生成方法、齿形特点和修正 齿头各修正参数之间的通用关系式及修正圆弧方程。推导出了修正涡旋齿轴向投影面积的精确计算公式，提出了 任意曲轴转角下的压缩腔容积的计算方法，分析了各修正参数对修正涡旋齿性能如压缩比和齿头强度等的影响。 研究结果表明：只须确定修正展角f ，即可确定修正涡旋齿头的齿形和其它各修正参数的数值；随着f 取值的增 加，压缩比减小，涡旋齿头增厚，因而其强度增加。 关键词：涡旋压缩机 双涡圈型线 完全啮合修正 几何理论 中图分类号：TH45 符 号 2 f——修正展角(rad) l ——圆弧中心角(rad) S ——面积(mm ) R ——基圆半径(mm) b ——底角(rad) f ——涡圈中心面渐开线最终 b e a ——渐开线发生角(rad) Rd ——大圆弧半径(mm) 展角(rad) Ror ——曲轴回转半径(mm) Rx ——小圆弧半径(mm) q ——曲轴转角(rad) g ——修正角(rad) e——角度变量(rad) 涡圈型线修正的文献甚少，参考文献[2]用双圆弧加 * 0 前言 线段修正双涡圈涡旋齿，由于线段部分无法实现啮 合，没有形成完全啮合的修正型线。深入研究了双 随着涡旋压缩机应用领域的逐渐扩大，对压缩 涡圈型线在工作啮合时的特点，提出了圆弧线作为 机排气量的要求也相应提高。对于以往的单涡圈涡 双涡圈啮合型线的条件，创建了能实现完全啮合的 旋压缩机，提高排气量将带来整机尺寸增加和动静 双涡圈型线修正理论。 涡旋盘滑动面摩擦速度增大，进而使得摩擦功耗增 [1] 加，机械效率下降 。采用双涡圈型线是提高排气 1 双涡圈型线修正的基本理论 3 量最为有效可行的办法。当排气量超过 1.5 m /min 时，在相同的外形尺寸和主轴转速下，双涡圈涡旋 1.1 圆弧线作为双涡圈完全啮合型线的条件 压缩机的排气量比单涡圈提高 50%～80%；若排气 在动静式双涡圈渐开线型线涡旋压缩机中，动 量和转速相同，双涡圈压缩机的曲轴回转半径及动 静涡旋盘上都有形状相同且相位相差p 角的2 条涡 静涡旋盘滑动面摩擦速度比单涡圈降低 30% ～ 旋齿，在工作啮合时，4 条形状完全相同的涡旋齿， 50%，这将有利于减小磨损和实现无油润滑。然而 其相位依次相差 /2 角，首尾依次相啮合形成了 4 双涡圈型线也存在着如下缺点：型线圈数少，因而