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涡旋压缩机的使用
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影响谷轮涡旋压缩机的主要因素
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& 发表于 12-12-27 14:39 &
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&&&&&&& 谷轮压缩机提供具有强化蒸气喷射(EVI技术的涡旋式压缩机，&&&& 谷轮压缩机提供具有强化蒸气喷射(EVI技术的涡旋式压缩机。即使在一25℃ 时也能够正常工作。2008年，谷轮宣布把最新一代的谷轮涡旋式压缩机ZPKSZPJ和ZPE投放市场。ZPKS压缩机最适合用于为满足较高效率标准而设计的一些系统。ZPKS压缩机经历了彻底的技术改进，使效率提高27％，平静的运行(6668dBA 改进的温度保护和可靠性，超过了当今高度成功的ZPK3系列。ZPKS产品系列是为空调和供暖用途设计的特点是50Hz单谷轮压缩机相和三相时具有从1．35hp13．7kW7种不同的制冷量。zPJ系列包括具有EVIR4IOA 数码涡旋式压缩机。这些R410A 压缩机具有数码涡旋调节和EVI技术的特点。压缩机性能有了改进．效率提高了7％，制热量提高了20％ 以上。ZPE高效数码涡旋式压缩机不论在制冷或制热模式都能方便，高效和可靠的调节系统容量。&&&&&
&&&& 影响谷轮涡旋压缩机性能的主要因素：
1室外环境温度
&&&&&& 温度升高。这是因为当室外环境温度降低时，室外环境温度对热泵以及谷轮涡旋压缩机的正常运行有很大的影响。压缩机的压比会随着室外环境温度的降低而增大。相应地电机的负载增加。热泵蒸发器空气侧的温度降低，导致室外空气与管内制冷剂之间的换热量增加，从而降低了进入谷轮压缩机气体的温度。所以说室外环境温度是热泵可靠运行的一个重要参数。
2室内空气温度
&&&&&& 即要求谷轮涡旋压缩机在高压比下运行，室内空气温度对压缩机的排气温度有着直接的影响。高的室内空气温度就意味着需要高的冷凝温度。从而也使电机的负载加大。&&&&&&&&
3电压的波动
&&&&& 电流将随之增大，空调系统是夏季和冬季集中使用的谷轮压缩机这就带来了电路系统电压波动的问题。当电压降低时。这将导致电机的绕组温度升高。如果电机绕组的温度超过过热保护器的温度设定值，压缩机将停止运转。所以说电压的波动也是影响热泵用谷轮涡旋压缩机性能的一个重要因素。
&&&&& 为了使谷轮涡旋压缩机谷轮压缩机在冬季较低的环境温度下可靠运行，推荐使用低压腔结构的谷轮涡旋压缩机。热泵系统在冬季用于供热时遇到最大问题是由于电机过热而引起的系统频繁停机。导致这一问题的主要因素包括天气状况、电压波动、涡旋压缩机结构等。对于两种结构的谷轮涡旋压缩机，低压腔结构可以使电机得到进入壳体的气体的冷却，所以跟高压腔结构相比这种结构的涡旋压缩机使得热泵系统具有更高的可靠性。高压腔结构的谷轮涡旋压缩机中，电机会与压缩后的气体进行热交换，并且电机绕组温度总大于从排气口排出的气体温度。当蒸发温度67减小时，冷凝温度和吸气温度增加；电压降低时，从排气口排出气体以及电机绕线温度升高。
&&&&企博网（） 版权所有&低压比大排气量涡旋压缩机的设计低压比大
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低压比大排气量涡旋压缩机的设计
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涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析14
2007年7月第32卷第7期；润滑与密封；LUBRICATIONENGINEERING；July2007；Vol??32No??7；涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析；李??超1??赵荣珍2??刘振全1；(1.兰州理工大学石油化工学院??甘肃兰州730；关键词:涡旋压缩机;密封间隙;机构;误差分析；中图分类号:TH45??文献标识码:A??文章编；Eff
2007年7月第32卷第7期润滑与密封LUBRICATIONENGINEERINGJuly2007Vol??32No??7*涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析李??超1??赵荣珍2??刘振全1(1.兰州理工大学石油化工学院??甘肃兰州.兰州理工大学机电工程学院??甘肃兰州730050)摘要:根据曲柄销防自转涡旋压缩机的结构,从平面杆件机构的基本原理出发,分析了机构尺寸误差引起动涡旋自转误差模型,并建立了动涡旋自转误差对动、静涡旋密封间隙影响的计算式,通过算例对曲轴回转一周自转误差引起密封间隙的变化及对压缩机气密性、稳定性和安全性的影响进行了分析讨论。结果表明,对于回转半径固定式曲轴结构的涡旋压缩机,由于曲轴偏心为定值,动涡旋逆时针自转时泄漏间隙增大使密封性能变差,泄漏增加。动涡旋顺时针自转时泄漏间隙减小,较大的自转角有可能造成动、静涡旋齿面硬接触,使摩擦损失增大,长时间运转涡旋齿易产生疲劳断裂,因此设计时应严格控制加工精度,减少尺寸误差带来的不利影响。关键词:涡旋压缩机;密封间隙;机构;误差分析中图分类号:TH45??文献标识码:A??文章编号:07)7-066-3EffectofMechanismErrorofScrollCompressoronSealingClearanceLiChao1??ZhaoRongzhen2??LiuZhenquan1(1??CollegeofPetrochemicalTechnology,LanzhouUniv.ofTech.,LanzhouGansu730050,C2.CollegeofMechano-ElectronicEngineering,LanzhouUniv.ofTech.,LanzhouGansu730050,China)Abstract:Accordingtothestructureofscrollcompressorwithcrankpinant-irotation,basedonthefundamentalprinc-ipleofplanelinkagemechanism,themodelsofrotationerroroforbitingscrollwitherrorofmechanismsizewereanalyzed.Theformulaofradialsealingclearanceforrotationerroroforbitingscrollwasfounded.Thechangeofradialsealingclear-ance,thecompressorsea,ltherunningstabilityoforbitingscrollandtherunningsecurityofcompressorwerediscussedbyanexample.Thecalculationresultsshowthatthesealingclearanceandthemassflowrateareincreasedwhiletheorbitingscrollrotatinganticlockwise,andthefrictionpowerlossisincreasedduetothecontactofscrollwrapoforbitingandfixedscrollwhiletheorbitingscrollrotatingclockwiseonscrollcompressorwithfixedradiuscrank.Themachingpreciseshallbecontrolledforscrollcompressorwithfixedradiuscrank.Keywords:erroranalysis??涡旋式流体机械是一种新型高效的容积式流体机的性能提供理论参考。1??泄漏间隙涡旋压缩机的泄漏形式主要是通过径向间隙的切向泄漏和通过轴向间隙的径向泄漏,除了这两种主要的泄漏形式之外,还有动涡旋圆盘与静涡旋端面或支架体端面间的泄漏,曲轴与支架体间的泄漏,采用背压平衡轴向力的涡旋压缩机中,工作腔和背压腔之间的泄漏等。切向泄漏是由于动、静涡旋的内外侧型线之间存在的径向间隙(啮合间隙),在压差的作用下引起工质的泄漏,如图1所示。径向间隙是由于加工误差、装配误差、各运动部件的磨损、轴承的油膜承压不均匀等引起的间隙。径向泄漏则是由动涡旋涡旋齿顶端与静涡旋底部以及静涡旋涡旋齿顶端与动涡旋底部之间的轴向间隙,在压差的作用下引起工质的泄漏,见图1所示,轴向间隙是由于涡旋齿高度加工误差、动涡旋和静涡旋装配精度、涡旋型线的磨损和变形、推力轴承承受械,由于它具有噪声低、结构简单、质量轻、运转平稳、振动小和可靠性高等优良特性,在成功地应用于制冷空调领域后,现已向真空泵、油泵、空气压缩机、增压器、内燃机、燃料电池、膨胀机等方面拓展。由于涡旋压缩机自身的结构特点,存在着许多泄漏间隙,这些泄漏间隙对涡旋压缩机的性能影响较[1-3]大,因此,合理确定泄漏间隙对提高涡旋压缩机整体性能有着十分重要的意义。涡旋压缩机的理论分析和设计通常是在假设压缩机各部件均处于理想工作状态下进行的,但实际上,由于加工制造误差、磨损等的存在,使得动涡旋处于非理想工作状态,研究这些因素对泄漏间隙产生的影响,可以为更合理地确定压缩机的精度和提高压缩机*基金项目:甘肃省自然科学基金项目(3ZS062-B25-029)??收稿日期:作者简介:李超(1958??),男,教授,主要研究方向为流体机械理论及应用方面的研究??E-mai:llichao@lut??cn??2007年第7期李??超等:涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析67压力的不一致等引起的间隙。静涡旋的径向泄漏间隙发生变化,从而引起压缩工质泄漏量的变化。本文只讨论尺寸误差对径向间隙产生的影响,暂不考虑运动副间隙和磨损间隙的影响。3??动、静涡旋泄漏间隙及误差由图4所示机构参数间关系,可得机构的复数矢量方程为:l1e+l2e=l3e+l4(1)假设主轴以??1匀速转动,在理想工作状态下,动涡旋随主轴的转动作平动,??,动涡旋无自转2=0运动,曲柄销的运动与驱动曲轴的运动同步。当存在??1ii??2i??3图1??径向间隙、轴向间隙示意图Fig1??Sketchmapofradialandaxialdirectionclearance尺寸误差时,动涡旋产生自转,自转角与各杆件的长度有关,即??(2)2=f(l1,l2,l3,l4)由机构运动学理论可以得到由于杆件的尺寸误差,而引起动涡旋自转随曲轴转动变化关系。通常在分析研究泄漏时认为径向间隙和轴向间隙均为一定值,但实际上径向间隙和轴向间隙随曲轴转角不同而发生变化。2??机构分析图5??径向泄漏间隙变化示意图Fig5??Sketchmapofradialclearancechange设动涡旋某时刻的运动状态如图5所示,动涡旋自转方向为逆时针转动,动、静涡旋型线最近点的法向距离即为动、静涡旋的泄漏间隙(啮合间隙)的变化量,记为??。动涡旋外侧、静涡旋内侧型线方程[4-6]可表示为:Rori??i(??+)Po,o=Rn(??)-e+Rt(??)e(3)Rori??i(??+)Pf,i=Rn(??)+e+Rt(??)e(4)由图5可知,??=lOm-lOn(5)式中:Rori??i(??+)e+Rt(??)elOm=Rn(??)-i(-??)lOn=Po,o(????+??2)e????22??222曲柄销防自转机构涡旋压缩机的结构图如图2所示,其工作原理在理想状态实际上是平行四连杆机构,如图3所示。连杆l1为驱动曲轴,与电机连在一起,连杆l2为动涡旋,随驱动曲轴的转动作平移运动,防自转曲柄销为从动连杆l3,曲柄销的偏心矩与驱动曲轴的偏心矩相同,一端支撑在机架上,另一端安装在动涡旋背面的销孔中可以相对于机架和动涡旋进行转动,曲柄销的运动与驱动主轴完全相同,连杆l4为机架。由于加工制造的尺寸误差、运动副间隙和磨损间隙的存在,使其不再满足涡旋压缩机理想平行四连杆机构的条件,见图4所示,涡旋压缩机工作在非理想状态,此时,动涡旋将产生自转,使动、由式(5)可知,动、静涡旋径向泄漏间隙的变化量与型线方程、法向角和动涡旋自转角有关,根据不同的型线、法线角、动涡旋自转角便可以计算出泄漏间隙的变化量。对于工程中常见的基圆渐开线型线的泄漏间隙的68变化量由式(5)可得,??=a??2(6)由式(6)知,基圆渐开线型线的径向泄漏间隙变化量只与基圆半径和动涡旋自转角有关。同样分析也可得其它涡旋型线的泄漏间隙与动涡旋自转角关系式。4??算例润滑与密封第32卷(1)??l2=-0??06,-0??03,0,0??03,0??06mm(2)??l3=-0??06,-0??03,0,0??03,0??06mm(3)??l2=??l3=-0??06,-0??03,0,0??03,0??06mm分别对动涡旋自转角??进2和泄漏间隙变化量??行了计算,计算结果如图6所示。从图中可以看出:(1)泄漏间隙随曲轴回转角在360??范围内是一变值,且随机构误差值的增加而增加。(2)在曲轴转角180??左右,动涡旋自转方向有一突变,这对压缩机的稳定性影响较大。(3)回转半径固定式曲轴结构的涡旋压缩机,由于曲轴偏心为定值,动涡旋逆时针自转时泄漏间隙增大使密封性能变差,泄漏增加。动涡旋顺时针自转时泄漏间隙减小,较大的自转角有可能造成动、静涡旋齿面硬接触,使摩擦损失增大,长时间运转涡旋齿易产生疲劳断裂。(4)对于回转半径固定式曲轴结构的涡旋压缩机,从气密性、运转稳定性和安全性方面看,设计时应严格控制尺寸误差,以减小动涡旋自转误差的影响。而对于带有径向随动机构的涡旋压缩机,由于可以通过调整动涡旋驱动中心减小径向间隙或退让避免动静涡旋齿面硬接触,因此径向随动机构涡旋压缩机的加工精度可适当放宽。5??结束语从平面杆件机构基本原理出发,对具有曲柄销防自转机构的涡旋压缩机,分析了由于加工尺寸误差引起的动涡旋自转对动、静涡旋径向泄漏间隙的影响。尺寸误差对固定曲∈轿行顾趸挠跋旖洗,设计时应严格控制加工精度,减少尺寸误差带来的不利影响。参考文献【1】王君,李超,马小礼,等.涡旋压缩机工作腔润滑油密封的实验研究[J].润滑与密封,0-102.WangJun,LiChao,MaXiaol,ieta.lExpermientInvestiga-tionofLubricatingOilSealinginWorkingChamberofScrollCompressor[J].LubricationEngineering,-102.【2】彭斌,李超,刘振全.天然气变频涡旋压缩机的密封研究[J].润滑与密封,7-109.PengBin,LiChao,LiuZhenquan.TheSealInvestgatnonofNaturalGasInvertScrollCompressor[J].LubricationEng-ineering,7-109.2006(3):100图6??动、静涡旋径向泄漏间隙变化量Fig6??Varationofradialclearanceoforbitingandfixedscroll【3】王海民,蒋旭平,唐恒,等.涡旋汽车空调压缩机动静盘的动密封分析[J].流体机械,):18-20.WangHamiin,JiangXuping,TangHeng,eta.lStudyonDynamicalSealingofFixedandMovingPlateintheScrollCompressorforAutomobileAirConditioning[J].FluidMa-chinery,):18-20.为了进一步研究尺寸误差对径向泄漏间隙的影响,以基圆渐开线型线为例,杆件误差取下列3种情况:(下转第71页)2007年第7期刘瑞华等:电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副摩擦磨损性能的影响71生大量的摩擦热和电弧热,使摩擦表面局部温度急剧升高而氧化,氧化后的产物为硬质相,再加上电弧产生的熔融颗粒粘着到摩擦表面上(见图3(c)),形成磨粒。由于摩擦副表面温度随着电流的增加而升高,使得在同样载荷和速度条件下材料的塑性变形较大,摩擦表面以粘着磨损为主。从图4(a)可以看出,粘着痕迹较多,并且局部有大量的粘着剥落坑和粘着块,说明发生了严重的粘着磨损,从而导致磨损率增加。研究现状[J].甘肃科技,):98-104.XuChunyuan,ZhangSicheng,ChenWeihua.Theresearchsta-tusofcablematerialsaboutdryslidingfrictionwearandtear[J].GansuScienceandTechnology,):98-104.【2】DaHaiHe,RafaelRManory,NormGrady.Wearofrailwaycontactwiresagainstcurrentcollectormaterials[J].Wear,-155.【3】ShunichiKubo,KojiKato.EffectofarcdischargeonwearrateofCu-mipregnatedcarbonstripinlubricatedslidingagainstCutrolleyunderelectriccurrent[J].Wear,-178.【4】DaHaiHe,RafaelManory,HarrySinkis.Aslidingweartesterforoverheadwiresandcurrentcollectorsinlightrailsys-tems[J].Wear,-20.【5】李鹏,杜三明,孙乐民,等.载流条件下铬青铜/纯铜摩擦副摩擦磨损性能研究[J].摩擦学学报,):250-252.LiPeng,DuSanming,SunLemin,eta.lFrictionandWearBehaviorofBronze/CuPairinthePresenceofElectricCurrent[J].Tribology,):250-252.【6】郜建新,徐晓峰,国秀花,等.内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的载流摩擦磨损特性[J].特种铸造及有色合金,):462-464.????图4??0??24Al2O3/Cu合金材料摩擦后表面形貌和元素能谱分析(0??63MPa,75A)????????Fig4??Morphologyof0??24Al2O3/Cucompositeat0??63MPa,75AGaoJianxin,XuXiaofeng,GuoXiuhua,eta.lCurren-tcar-rierFriction-wearBehaviorofAl2O3/CuCompositesPreparedbyInternalOxidation[J].SpecialCasting&NonferrousA-lloys,):462-464.【7】李红霞,田保红,宋克兴,等.低铝含量Cu-A1合金的表面弥散强化及其性能[J].材料热处理报,):94-98.LiHongxia,TianBaohong,SongKexing,eta.lMicrostruc-turesandPropertiesofCu-AlAlloyDispersionStrengthenedbyInternalOxidation[J].TransactionsofMaterialsandHeatTreatmen,t):94-98.【8】万怡灶,王玉林,成国祥,等.Al2O3/铜合金复合材料的磨损特性研究[J].材料工程,-8.WanYizao,WangYulin,ChengGuoxiang,eta.lStudyonWearPropertiesofAl2O3CopperAlloyComposites[J].Jour-nalofMaterialsEngineering,-8.3??结论(1)载流条件下电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副的摩擦磨损行为具有显著影响。速度和载荷相同时电流强度越高,磨损率和摩擦因数越大。当速度与载荷一定时,在相同电流条件下Al含量高的Al2O3弥散强化铜合金比Al含量低的Al2O3弥散强化铜合金的磨损率要低。(2)黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副在载流条件下,干滑动摩擦磨损机制主要是磨粒磨损和粘着磨损。参考文献【1】徐春园,张思成,陈卫华.电车线材料的干滑动摩擦磨损(上接第68页)【4】BushJW,eta.lDerivationofageneralrelationgoverningtheconjugacyofscrollprofiles[C].ProcofInternationalComper-ssorEngineeringConference,PurdueUniversity,USA,86.【5】樊灵,靳春梅,屈宗长,等.涡旋压缩机型线的误差灵敏度与径向啮合间隙的相关分析[J].机械工程学报,):151-154.FanLing,JinChunme,iQuZongchang,eta.lCorrelationAnalysisofScrollCompressorProfileErrorSensitivityandRa-dialMeshClearance[J].ChineseJournalofMechanicalEn-gineering,):151-154.【6】屈宗长,樊灵,王迪生.通用型线涡旋压缩机的几何理论[J].西安交通大学学报,-42.QuZongchang,FanLing,WangDisheng.GeometricTheoriesofGeneralProfilesforScrollCompressor[J].JournalofXi??anJiaotongUniversity,):39-42.1999,33(11):39包含各类专业文献、行业资料、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、应用写作文书、外语学习资料、中学教育、各类资格考试、涡旋压缩机机构误差对密封间隙的影响分析14等内容。
　经径向间隙发生 4.2.4 防自转机构 一对涡旋盘的...§4.4 密封机构 4.4.1 径向密封 径向密封主要靠...涡旋压缩机故障分析,超实... 3页 免费喜欢... 　主要的能量 耗在压缩机上,高效压缩机对美国市场已...密封机构,减少机械摩擦耗功以及数控加工提高 涡旋盘...而且保证 轴向间隙和径向间隙的密封效果,不因摩擦和... 　为多室压缩机构,当动涡盘中心绕静涡 盘中心作圆周...即涡旋压缩机有可靠和有效的密封性,所以其制冷系 ...尤其是轴向间隙的影响较大, 在输气系数中,泄漏 ... 　公司首先解 决了涡旋盘端部补偿磨损的密封装置,在此...从此,对祸旋压缩 机的研究开发就成为压缩机技术发展...然而压缩机各零部件因加工和装配误差、磨损、热变形... 　对涡旋压缩机的主轴进行有限元分析,最终说明了涡旋...密封机构,减少 机械摩擦耗功以及数控加工提高涡旋盘...而且保证轴向间隙和径向间隙的 密封效果,不因摩擦和... 　三脚 四脚 特殊 ■ ZB 系列涡旋压缩机 特点双柔性设计 确保涡旋盘间的密封。 ...形成理想齿合间隙后就不会磨损 4.安全可靠:径向随动机构,当杂物或不可压缩的... 　生产压缩机的企业都 有了引进或合资关系, 这对我...涡旋体、静涡旋体、曲轴、机座及防自转机构 7 组成...加工和组装面产生的间隙误差,便于安 装调节,同时... 　制冷压缩机工作原理及优缺点分析_机械/仪表_工程科技...间隙增大,马上会对其性能产生较明显的不良 影响,...工作中两个涡旋盘在多处相切形成 密封线,加上两个... 　间隙和密封、结构特点、 存在的技术问题及相应的解决...了涡旋氮气压缩机的研 究报告,展现出涡旋压缩机所...涡旋齿高度的加工误差,动涡 旋盘和静涡旋盘的安装...