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氨機(jī)組回收兩種新型旋轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與比較李辛沫\王清2，耿葵花2，何云信2，耿愛農(nóng)1（1.五邑大學(xué)，廣東江門529020；2.廣西大學(xué)，廣西南寧530004）介紹了嵌固葉片式和鉸接葉片式兩種新型旋　　兩種新型旋轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與比較李辛沫\王清2，耿葵花2，何云信2，耿愛農(nóng)1（1.五邑大學(xué)，廣東江門529020；2.廣西大學(xué)，廣西南寧530004）介紹了嵌固葉片式和鉸接葉片式兩種新型旋轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，建立了它們的機(jī)構(gòu)模型，分析和比較了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后設(shè)計(jì)該類型壓縮機(jī)提供了依據(jù)�！　≈评鋲嚎s機(jī)；嵌固葉片；鉸接葉片；機(jī)構(gòu)分析眾所周知，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)以其零件數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和容積效率高等優(yōu)點(diǎn)而在制冷業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其新結(jié)構(gòu)和新原理一直以來層出不窮經(jīng)驗(yàn)告訴我們，面對(duì)這些眾多新型結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)，只有對(duì)它們進(jìn)行認(rèn)真的分析比較和總結(jié)，才能事半功倍地幫助我們尋找到最佳方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本文以新近出現(xiàn)的嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)和較接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)作為研究對(duì)象，通過結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算，探討和比較了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，目的在于為今后設(shè)計(jì)該類型旋轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)提供一個(gè)有價(jià)值的選型依據(jù)�！　�1基本結(jié)構(gòu)和原理1.1嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理所示為嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和機(jī)構(gòu)模型示意圖，它主要由缸體轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)柱嵌固隔離葉片、隨動(dòng)缸套和兩側(cè)密封端蓋等部分所組成其中：隨動(dòng)缸套安置在缸體的缸孔內(nèi)，轉(zhuǎn)子偏置在隨動(dòng)缸套內(nèi)，轉(zhuǎn)子的外圓柱面與隨動(dòng)缸套的內(nèi)孔壁面相切并轉(zhuǎn)動(dòng)配合，兩者于接觸處形成一條密封線，轉(zhuǎn)子及隨動(dòng)缸套均各自繞各自自身的軸線作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子上沿軸向方向開設(shè)有一條園弧槽，槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)地配裝有一個(gè)包含有扁平滑槽的轉(zhuǎn)柱。隔離葉片的外端緊固地嵌入隨動(dòng)缸套的內(nèi)孔壁面上，并與隨動(dòng)缸套一道作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隔離葉片的內(nèi)端則插入上述轉(zhuǎn)柱的扁平滑槽內(nèi)并與之滑配不難發(fā)現(xiàn)，隔離葉片將轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)柱、隨動(dòng)缸套和兩側(cè)密封端蓋所圍成的封閉空間，分隔成為了兩個(gè)容積可以周期性變化的工作腔，其中一個(gè)為吸氣腔，另一個(gè)為壓縮腔�！　≡陔S動(dòng)缸套外表面與缸體缸孔之間，開設(shè)有一道環(huán)行氣道當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，首先通過轉(zhuǎn)子園弧槽帶動(dòng)轉(zhuǎn)柱運(yùn)動(dòng)，然后再通過轉(zhuǎn)柱上的扁平滑槽帶動(dòng)隔離葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由隔離葉片帶動(dòng)隨動(dòng)缸套作與轉(zhuǎn)子同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)�！　‰S著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，吸氣腔的容積逐漸增加并形成一定的真空度，此時(shí)新氣在壓差的作用下，經(jīng)進(jìn)氣制冷從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看19~10」，本壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)典型的平面滑塊轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)。它由兩個(gè)固定鉸支|和2片簡(jiǎn)化而成，滑塊P由轉(zhuǎn)柱及轉(zhuǎn)柱扁平滑槽簡(jiǎn)化而成。固定鉸支0，和2分別代表了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線和隨動(dòng)缸套的旋轉(zhuǎn)軸線，兩者之間的距離即為轉(zhuǎn)子相對(duì)于隨動(dòng)缸套的偏心S距注意到隔離葉片與隨動(dòng)缸套緊固連接為一體，因此本壓縮機(jī)只有三個(gè)運(yùn)動(dòng)件，共計(jì)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副等四個(gè)低副，沒有高融容易推算出它的運(yùn)動(dòng)自由度為1，也就是說本新型嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)是一個(gè)確定機(jī)構(gòu)，它的運(yùn)動(dòng)是唯一確定的，不會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)干涉的現(xiàn)象和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定的現(xiàn)象與傳統(tǒng)葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)相比：本壓縮機(jī)由于采用了隨動(dòng)缸套配合嵌固隔離葉片的轉(zhuǎn)缸技術(shù)，因此徹底克服了隔離葉片外端部與缸孔內(nèi)壁面之間所存在的摩擦損耗過大的毛病，同時(shí)還有效地解決了該處泄漏損失的問題，因此本壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)上較傳統(tǒng)葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)前進(jìn)了一步�！　�1.2鉸接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理所示為鉸接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖述嵌固葉片旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)相同，其設(shè)計(jì)目的也是為了克服傳統(tǒng)葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)隔離葉片外端部與缸孔內(nèi)壁面之間的摩擦損耗過大和泄漏損失過多的問題。　　本壓縮機(jī)也采用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)，與上述嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)不同之處是，本壓縮機(jī)隔離葉片的外端鉸接在隨動(dòng)缸套的內(nèi)孔壁面上，而隔離葉片的內(nèi)端則插入轉(zhuǎn)子上的縱向扁平滑槽內(nèi)并與之滑動(dòng)配合同樣地，隔離葉片亦將轉(zhuǎn)子隨動(dòng)缸套和兩側(cè)密封端蓋所圍成的封閉空間分隔成為吸氣腔和壓縮腔兩個(gè)工作腔當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子上的扁平滑槽帶動(dòng)隔離葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再通過鉸支帶動(dòng)隨動(dòng)缸套作與轉(zhuǎn)子同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)同嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)一樣，本壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)件也組成了一個(gè)平面滑塊轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)，它由兩個(gè)固定鉸支|和2動(dòng)缸套簡(jiǎn)化而成、滑槽P由轉(zhuǎn)子上的扁平滑槽簡(jiǎn)化而成，滑桿MN則由隔離葉片簡(jiǎn)化而成容易推算，本鉸接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)也是一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度為1的確定機(jī)構(gòu)，因此也不會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)干涉的現(xiàn)象以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定的現(xiàn)象和機(jī)構(gòu)模型示意圖a它的大部分。狒部件的構(gòu)成與上Wing本壓縮機(jī)冉于采用了隨動(dòng)缸套配合鉸接隔離葉片的結(jié)構(gòu)方式，因而也能有效地克服傳統(tǒng)葉片式旋損耗大和泄漏損失多的問題，故它也是一種有應(yīng)用轉(zhuǎn)壓縮機(jī)所存在的隔離葉片外端部與缸體缸孔摩檫前途的新型葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)2結(jié)構(gòu)分析與比較bookmark3結(jié)構(gòu)稍優(yōu)22運(yùn)動(dòng)比較為便于比較，假定兩者的主要幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)相同，即：兩者具有相同的轉(zhuǎn)子半徑r，相同的隨動(dòng)缸套內(nèi)孔徑R相同的偏心距e，以及相同的轉(zhuǎn)子角速度k另外，設(shè)嵌固葉片式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)柱軸線與轉(zhuǎn)子軸線的距離為L(zhǎng)p，設(shè)鉸接葉片式壓縮機(jī)隔離葉片鉸接頭的軸線與隨動(dòng)缸套軸線的距離為L(zhǎng)m2 1結(jié)構(gòu)比較嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的隔離葉片采用嵌入隨動(dòng)缸套的方式，其優(yōu)點(diǎn)是能完全解決葉片外端處的摩檫與泄漏的問題，同時(shí)隔離葉片的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，但為了避免葉片與轉(zhuǎn)子發(fā)生干涉，加裝了一個(gè)轉(zhuǎn)柱，相應(yīng)地轉(zhuǎn)子上開設(shè)有一個(gè)圓弧槽，由此使得結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜，而且由于轉(zhuǎn)子圓弧槽必須留有一定的開口角度，因此使得在壓縮過程末了時(shí)高壓余隙容積過早地與吸氣腔相通，結(jié)果不利于壓縮機(jī)容積效率的提高；而鉸接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的隔離葉片采用與隨動(dòng)缸套鉸接的方式，它也能較好地解決兩者之間的摩檫與泄漏，但不能完全根除，而且鉸接處的潤(rùn)滑有一定的難度，同時(shí)鉸接隔離葉片的工藝性較差�！　〉�是，與嵌固葉片式壓縮機(jī)相比，鉸接葉片式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多，而且進(jìn)排氣口間的夾角可主要比較轉(zhuǎn)子與隨動(dòng)缸套在接觸處的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，以及隔離葉片與滑槽之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。因?yàn)檫@兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)速度的大小將直接影響到它們之間的摩檫損耗，進(jìn)而影響到壓縮機(jī)的機(jī)械效率和工作壽命。設(shè)=e/Lp；X2=e/LM，則容易推導(dǎo)出嵌固葉片式壓縮機(jī)隨動(dòng)缸套的角速度k和鉸接葉片式壓縮機(jī)隨動(dòng)缸套的角速度k2隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角T的變化關(guān)系如下：入顯然，當(dāng)T從變化到c時(shí)，兩壓縮機(jī)的隔離葉片均相對(duì)于滑槽從最淺的極限位置變化到最深的極限位置，于是可以求得在這兩個(gè)極限位置區(qū)間，它們的隨動(dòng)缸套與轉(zhuǎn)子在接觸處的平均相對(duì)速度分別為：以做小。故兩相比較，爨葉Ml壓縮機(jī)的lishing另。l根據(jù)和還可以求得它bookmark4制冷隔離葉片相對(duì)于滑槽的平均速度分別為：（6）式的結(jié)果進(jìn)行比較，顯然較接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)于嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)特f性3結(jié)束語嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)和較接葉片式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)都能有效地解決隔離葉片外端部與隨動(dòng)缸套內(nèi)孔壁面之間的摩擦損耗和泄漏損失的問題，其中尤以嵌固葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的解決效果最佳，因?yàn)樗�完全可以克服此類損失但是，若從兩者的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)特性方面來比較，則以較接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)為優(yōu)，因?yàn)檩^接葉片式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，而且它的主要摩擦副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小。故綜合起來考慮，可以認(rèn)為壓縮機(jī)采用較接葉片式的結(jié)構(gòu)方案要好于采用嵌固葉片式的結(jié)構(gòu)方案