客車空調(diào)用渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計,客車空調(diào)用渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計,客車,調(diào)用,渦旋,壓縮機,結(jié)構(gòu)設(shè)計 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 )開題報告 論 文 題 目： 客車空調(diào)用渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 機械學(xué)院 專 業(yè) 、班 級： 機日 141 學(xué) 生 姓 名： 藍森垚 指導(dǎo)教師（職稱）： 王珍（教授） 2018 年 1 月 1 日 填 1 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題； 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） ； 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)） ； 2.論文（設(shè)計）進度計劃。 四、文獻查閱及文獻綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎(chǔ)上 通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實驗或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞 交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理 通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過； 3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù) 論文（設(shè)計）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙 張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 2 一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域 降低生產(chǎn)制造成本被列為研究工作的首要任務(wù)之一。提高渦旋盤的生產(chǎn)效率， 設(shè)計出更加緊湊與更加適宜于工業(yè)化生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)都是直接的措施。通過壓縮過程模 擬及優(yōu)化設(shè)計，采用新的材料與新的機構(gòu)來減少機械摩擦損失，氣體泄漏損失，傳 熱損失，氣流阻力損失，提高渦旋壓縮機的工作效率和工作可靠性。擴寬應(yīng)用范圍 和適用領(lǐng)域，實現(xiàn)產(chǎn)品系列化。擴大變頻調(diào)速技術(shù)和熱泵技術(shù)的應(yīng)用。 2、論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 21 世紀，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展及人們生活水平的改善，人們對物質(zhì)的追求也在 不斷的提高，汽車作為一種有效的代步工具逐漸進入家庭，并在人們的日常生活中 扮演著越來越重要的角色。 隨著人們對汽車舒適性的要求不斷提高以及對環(huán)境意識的不斷增強，汽車空調(diào) 的前景和未來市場也為人們所看好。渦旋壓縮機是國際上 70 年代開發(fā)應(yīng)用的一種新 型壓縮機，它以高效率、高可靠性、低能耗、低噪音、零件數(shù)少、結(jié)構(gòu)緊湊等突出 優(yōu)點引起許多國家的重視，被稱為全新一代（第三代）壓縮機。在 1705kw 輸出功率 的范圍內(nèi)，渦旋壓縮機已在單元式空調(diào)機及汽車空調(diào)器種得到相當普遍的應(yīng)用，并 很快牢固地占領(lǐng)了市場。由于渦旋壓縮機在較寬的頻率范圍內(nèi)（ 30120hz）均有較高 的容私效率與絕熱效率，適合采用變頻裝置，可進一步降低空調(diào)器的能耗，提高舒 適性，所以在空調(diào)領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景。為防止臭氧層被破壞，汽車空調(diào)領(lǐng) 域中具有采用全封閉式渦旋壓縮機的發(fā)展方向。此外，渦旋空氣壓縮機、渦旋氦氣 壓縮機、渦旋膨脹機、渦旋真空泵、渦旋液體泵也在積極開發(fā)與研制當中。渦旋 壓縮機最早由法國工程師 Creux 發(fā)明并于 1905 年在美國獲得利。但由于難以得到高 精度的渦旋形狀，缺乏實用而可靠地驅(qū)動機構(gòu)，摩擦磨損問題不能妥善解決，因此 渦旋壓縮機在將近 70 年的時間內(nèi)未得到普及應(yīng)用。直到 70 年代初期，美國的 ADL 公司及日本，中國的幾家公司又相繼重新開始渦旋壓縮機的研究開發(fā)工作。因若干 關(guān)鍵技術(shù)逐步得到解決，于 80 年代初就推出了空調(diào)用渦旋壓縮機的系列產(chǎn)品。這些 產(chǎn)品與相同容量的往復(fù)式壓縮機相比，體私小 40，重量輕巧，零件數(shù)減少 85 ，效率提高 10，扭矩變化幅度小 90，噪聲降低 5dB(A)。 制冷壓縮機是空調(diào)裝的核心，用汽車窄調(diào)的壓縮機多達 30、 40 種地主 要機型是壓縮式容積型的壓縮機。其中以往復(fù)活塞立式樂縮機裝入汽車空調(diào)為 3 最早，而現(xiàn)在基本上被斜盤式壓縮機替代，斜盤式壓縮機是汽車空譴最主要的 機型，因為斜盤式壓縮機的設(shè)計、結(jié)構(gòu)及加工工藝、維修等都比較成熟，以斜 盤式作為汽車壓縮機約占總壓縮機量的 80，從壓縮機容積效率、零件數(shù)多少、 尺寸緊湊、重量指標、節(jié)能效果、噪音以及耐久性等進行比較，人們選擇汽車 翎周器的壓縮機重由傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式汽車空調(diào)轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)式壓縮機，叵轉(zhuǎn)式 壓縮枧主要機型有旋葉式、滾動活塞弋、螺桿式、三角轉(zhuǎn)子式、渦旋式壓縮機 等。其中最引人注目的是渦旋式生縮機。渦旋壓縮機作為第 3 代壓縮機產(chǎn)品， 與第 1 代往復(fù)式壓縮機比較，有結(jié)構(gòu)簡單、體積小和重量輕的特點生與第 2 代 產(chǎn)品回轉(zhuǎn)式壓縮機比較渦旋壓縮機有較高的容積系數(shù)，且氣流脈動低。渦旋 式洼縮機在汽車上的應(yīng)用有增加的趨勢，因此，丌展汽車空調(diào)用渦旋壓縮機技 術(shù)研究具有重要的理論意義和工程實用價值。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 （ 1）渦旋壓縮機的國外發(fā)展歷史 1915 年，法國人提出渦靛機械的工作原理，并申請美國專利。 70 年代，高精度 數(shù)控銑床的涌現(xiàn)和世界能源危機的加劇，促進了渦旋壓縮機的發(fā)展。 1972 年，美國 的公司成功開發(fā)出壓縮氮氣的渦旋壓縮機，并應(yīng)用在遠洋海輪上，標志著渦旋壓縮 機實用化年代的到來。 80 年代苤渦旋壓縮機首先在空壓縮枳技術(shù)領(lǐng)域取得商業(yè)應(yīng)用。 81 年， Sanden,MitsubishiHeavy 哣豁推出汽車空調(diào)用渦旋壓縮機； 83 年， Hitachi 推出柜 式仝調(diào)用全封閉渦旋壓縮機： 87 年， d 開始生產(chǎn)空調(diào)壓縮機）年代。渦靛壓機的系 列化產(chǎn)品相繼問世。日木松下電器公司生產(chǎn)出家用窒調(diào)用小型全封閉壓縮機；東芝 公司推出列車空調(diào)用壓縮機； Carrier 公司推出在冷水杌組上并聯(lián)使用的渦旋壓機。 渦旋空氣壓縮機也得到一定的發(fā)展。 （ 2） 渦旋壓縮機的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 近些年來，我國壓縮機行業(yè)符到了較快的發(fā)展。國外的一知名壓縮機廠家紛紛 以獨資或者合資的方式進入我國市場，目前已有日本 Matsushita 公司以及美國的 Copelan.Trane 第公司陸續(xù)投入了批量生產(chǎn)，但是大部分技術(shù)及資金都集中在制冷、 空調(diào)領(lǐng)域。洞輪式空氣壓縮機方面由于生產(chǎn)技術(shù)和性能研究仍不完善，發(fā)展相對健 慢，園內(nèi)具有市場競爭力的家不多，國外僅有瑞典 Alas.日本 lwaa.Misui Seiki 等 幾家公司投入生產(chǎn)。因此，對渦旋式空壓機性能及技術(shù)改造的研究是得日趨要。國 4 際上， 70%以上研究渦旋樂縮機的文獻都偏向于制冷、空調(diào)方面而對于汽車空調(diào)用渦 旋式壓縮機的研究較少國內(nèi)渦旋式壓縮機的研究也只是近 10 年的事情。先后有蘭州 理工大學(xué)、西安交通大學(xué)、甘南工業(yè)大學(xué)、合肥通用機核研究所及一些其他院、所 和工廠對調(diào)庭技術(shù)進行了有規(guī)模的研究開發(fā)，井研制出滿旋式空氣后縮機不阿型號 的樣機然而由 J 生產(chǎn)加 1 設(shè)各相對客后，開部工作主要集中在微、小型壓煙機上至 令國內(nèi)汽車空湖上滿旋式壓城機州本實現(xiàn)大量應(yīng)用。 5 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 （ 1）確定本設(shè)計中采用的壓縮機的結(jié)構(gòu)。 （ 2）需由受力分析推斷出的壓縮機的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。 （ 3）利用三維軟件獨立完成基于汽車空調(diào)壓縮機三維造型建模及其零件造型。 （ 4）要求造型準確清晰，能反應(yīng)空調(diào)壓縮機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 （ 5）對曲軸進行受力分析，并進行強度校核。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） 本設(shè)計為渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要零件包括動渦旋盤、靜渦旋盤、十字架及 曲軸的結(jié)構(gòu)。首先，確定了重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后對給出其二維圖，并用 Solidworks 建立渦旋壓縮機整體實體模型。通過以上設(shè)計的設(shè)計過程，我們最終得到了蝸旋壓 縮機。最后對曲軸進行受力分析，并進行強度校核。 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 確定壓縮機的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。完成汽車空調(diào)壓縮機三維造型建模及其零件造 型，造型準確清晰，反應(yīng)出空調(diào)壓縮機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) , 對曲軸進行受力分析，并進行 強度校核。 6 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)） ； （ 1）設(shè)計采用的是立式全封閉低壓殼體腔結(jié)構(gòu)。低壓殼體腔渦旋壓縮機的吸氣 管道不是直接接入壓縮機的吸氣腔中，而是接入殼體腔中，因此進入吸氣腔的氣體 的過熱比高壓殼體腔的大。有利于提高電動機的工作效率。當吸氣管道中的氣體帶 有液滴時，不會直接導(dǎo)致壓縮腔液擊。 （ 2）設(shè)計的已知條件 理論排氣量 0.6m/min； 進口壓力 0.1Mpa（絕對） ； 出口壓力 0.6Mpa（絕對） 。 （ 3）在壓縮機設(shè)計過程中，探討借用其他壓縮機的現(xiàn)有零件的新方法，以提高 通用化，降低生產(chǎn)成本。 （ 4）借助有關(guān)研究成果，選取合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用 CAD 或 SolidWorks 軟件 進行輔助設(shè)計、裝配、模擬、仿真，利于及早發(fā)現(xiàn)運行或裝配缺陷，提高設(shè)計效率 和質(zhì)量。探討避免運轉(zhuǎn)的干涉和裝配干涉的設(shè)計手段和方法。 （ 5）對曲軸進行受力分析，并進行強度校核。 2.論文（設(shè)計）進度計劃 第 1 周：根據(jù)學(xué)生自身情況，布置畢業(yè)設(shè)計題目，明確設(shè)計任務(wù)，并指導(dǎo)其進 行文獻查閱。 第 2 周：匯報文獻查閱情況，分析畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容，提出重點與難點。 第 3 周：給出文獻綜述，并撰寫開題報告。 第 4 周：集中開題，根據(jù)老師意見完善研究內(nèi)容。 第 5 周：渦旋壓縮機工作原理研究。 第 6 周：給出渦旋壓縮機設(shè)計初步方案，并進行完善。 第 7 周：根據(jù)已知參數(shù)設(shè)計渦旋壓縮機主要部件結(jié)構(gòu)，包括動渦旋、靜渦旋盤 等。 第 8 周：根據(jù)已知參數(shù)設(shè)計渦旋壓縮機主要部件結(jié)構(gòu)，包括電機選擇、十字 架、曲軸等。 第 9 周：給出渦旋壓縮機整體結(jié)構(gòu)裝配圖 第 10 周：以曲軸為例對其進行強度分析。 第 11 周：撰寫設(shè)計說明書初稿。 第 12 周：翻譯外文文獻，準備答辯。 7 第 13 周：完善設(shè)計說明書，完成答辯 PPT。 四、需要閱讀的參考文獻 1周英濤 ,張曉丹 ,劉忠賞 .渦旋壓縮機技術(shù)發(fā)展趨勢 J.制冷與空 調(diào) ,2017,17(07):69-72. 2杜濤 ,孟曉磊 ,李晨凱 ,唐景春 .汽車空調(diào)渦旋壓縮機的階梯型齒形結(jié)構(gòu)分析 J. 制冷技術(shù) ,2017,37(01):44-47. 3彭斌 ,朱兵國 .基于圓漸開線渦旋壓縮機的幾何模型研究 J.流體機 械 ,2016,44(05):16-21. 4雷杰 . 渦旋壓縮機防自轉(zhuǎn)機構(gòu)特性研究 D.蘭州理工大學(xué) ,2016. 5閆清泉 .渦旋壓縮機發(fā)展概述和選型對比分析 J.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工 程 ,2015,53(02):56-59. 6吳昊 . 渦旋壓縮機對稱圓弧加直線修正型線理論研究 D.合肥工業(yè)大學(xué) ,2015. 7唐景春 ,左承基 .電動汽車空調(diào)熱泵型渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)分析 J.制冷學(xué) 報 ,2014,35(02):54-58. 8楊猛 ,徐新喜 ,白松 ,劉孝輝 ,譚樹林 .渦旋壓縮機模態(tài)試驗與有限元分析 J.噪聲 與振動控制 ,2013,33(06):15-17+39. 9孫會偉 . 渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計 D.蘭州理工大學(xué) ,2013. 10李超 ,余洋 ,趙嫚 .渦旋壓縮機的虛擬建模與運動仿真 J.流體機 械 ,2012,40(01):17-21. 11王作洪 . 制冷渦旋壓縮機的仿真與優(yōu)化 D.蘭州理工大學(xué) ,2006. 12王偉 . 渦旋壓縮機渦旋新型線及系統(tǒng)動力學(xué)研究 D.重慶大學(xué) ,2004. 13韓賓 .汽車空調(diào)渦旋壓縮機研究 J.壓縮機技術(shù) ,2003(06):8-10+15. 14 C.S.Syan， U.Menon(Eds.),Concurrent Engineering:Concepts， Implementation and Practice， Chapman 彈簧力過大 ,阻 力損失也大 ,其大小按氣閥運動規(guī)律的合理性準則設(shè)計確定。 (2)氣閥關(guān)閉及時、 迅速 ,關(guān)閉時不漏氣 ,以提高機器的效率 ,延長使用期。 (3)壽命長、工作可靠。限制 氣閥壽命的主要因素是閥片及彈簧質(zhì)量 ,一般對長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的壓縮機 ,希望壽命達 8000 小時以上 ;對移動式、短期或間歇運轉(zhuǎn)的壓縮機 ,要求可稍低些。 (4)形成的余 隙容積要小。 (5)噪聲小。 此外 ,還要求氣閥裝配、安裝、維修方便 ,加工容易 等。 根據(jù)某些關(guān)于氣閥的研究文獻可以看出 ,閥片對升程限制器或閥座的沖擊力的 大小與以下諸因素有關(guān) : (1)閥片質(zhì)量大時 ,沖擊力大。故閥片質(zhì)量輕對減小沖擊力 是有好處的。也可以看出用增加閥片厚度的辦法來減少閥片中的應(yīng)力并不一定能得 到預(yù)期效果。前壓縮機中的氣閥多采用多環(huán)窄通道氣閥 ,閥片質(zhì)量較輕 ,沖擊力將減 少 ,這是有利的。 (2)轉(zhuǎn)速 n 增加時沖擊力增大 ,且沖擊頻率也增加 ,閥片壽命將縮 短。 (3)氣閥的彈簧過軟或者由于膠著等原因 ,使氣閥延遲關(guān)閉 ,沖擊力特別大 ,氣閥 易損壞。為了提高壽命需要加大彈簧力 ,但彈簧力過大也不太合適 ,因為此時不但會 加大氣流通過氣閥的阻力損失 ,而且還因氣閥兩邊的壓力差不足以克服彈簧力 ,使閥 片不能一直貼合在升程限制器上而產(chǎn)生振蕩造成總的阻力損失增加。因此為克服這 一矛盾的影響 ,選用變剛性彈簧是比較理想的 ,即彈簧力在氣閥剛開啟階段較軟 ,以后 迅速變硬 ,以減少氣閥對升程限制器的沖擊 ;關(guān)閉時 ,開始很迅速 ,后來彈簧力迅速變 小 ,可以減少對閥座的沖擊。 (4)升程 h 大時 ,沖擊力大。因此升程不宜取得過高。 但升程過小 ,氣閥阻力會增加。因此 ,在兼顧不致使氣閥阻力過大的情況下 ,力求升程 值小些。 (5)從氣閥運動曲線圖中可以看出 ,閥片對升程限制器的沖擊速度大于對 閥座的沖擊速度 ,但前者支承面積較大 ,而后者的支承面積僅僅是閥片與閥座的狹窄 的密封周邊 ,故對閥座的沖擊應(yīng)力仍然較大 ,這也是它易于損壞的主要原因之一。 此外 ,從壓縮工作循環(huán)過程來看 ,由于膨脹過程中壓力下降比壓縮時壓力上升來得快 , 因此 ,排出閥關(guān)閉不及時所造成的影響將會更嚴重一些。為此 ,排出閥上配備的彈簧 剛性應(yīng)比吸入閥的彈簧剛性大些。 氣閥彈簧的失效形式： (1)我們從壓縮機使用 過的閥簧中可以得到 ,大多數(shù)的閥彈簧端圈已經(jīng)磨得發(fā)亮 ,其中不少閥端部磨平圈長 10 度已經(jīng)減少 ,許多彈簧外圍已經(jīng)磨出了光亮的棱。 (2)松弛變形 ,有些彈簧的節(jié)距已 經(jīng)不等 ,尤其在靠近端圈的幾圈 ,節(jié)距明顯變大 ,剛度下降 ,自由高度恢復(fù)不到原來的 高度。 (3)閥彈簧碎斷。 氣閥彈簧對閥片壽命的影響： 彈簧失效是導(dǎo)致閥片斷 裂的主要原因之一。根據(jù)壓縮機氣閥失效的調(diào)查統(tǒng)計 ,發(fā)現(xiàn)在有閥片斷裂的氣閥中 , 幾乎都存在失效的彈簧 ,彈簧有斷裂 ,也有松弛變形 ,檢修過程中還發(fā)現(xiàn)有些閥片未損 壞而彈簧有幾個已經(jīng)碎斷。至于閥片損壞而彈簧未損壞的卻極少見。由此可見 ,彈簧 往往先于閥片失效 ,由于彈簧本身的質(zhì)量或某些工藝用壓縮機 ,由于工藝條件的限制 , 在個別級的壓力比較高 ,造成排氣溫度過高 ,彈簧在較高溫度下長期工作 ,在交變載荷 作用下 ,彈簧由彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形 ,使強度降低或產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象 ,使彈簧斷裂、 長度減少、彈力下降。由于彈簧的失效 ,閥片受力不均勻、產(chǎn)生附加彎矩 ,運動規(guī)律 受到嚴重的影響 ,閥片的開啟和關(guān)閉不靈活 ,加大了對升程限制器、閥座的撞擊力 ,彈 簧的斷裂還會使閥片帶來刻痕 ,加速閥片失效 ,最后導(dǎo)致閥片斷裂。 壓縮介質(zhì)的腐 蝕對閥片壽命的影響： 壓縮機的工作介質(zhì)一般都具有腐蝕性 ,如含 H2O、 CO2 等使 閥片的材料疲勞極限顯著降低。同時氣流以較高的速度沖刷閥片容易造成閥片表面 組織破壞 ,產(chǎn)生腐蝕 ,出現(xiàn)麻點或凹坑。另外 ,由于壓縮機的壓縮介質(zhì)都有一定的濕 度 ,特別是油水分離器效果下降時 ,分離不凈的潤滑油和壓縮氣體經(jīng)冷卻器后析出的 水分混合在氣體中 ,當隨氣體流過氣閥時 ,有一部分貼附在閥座密封口、閥片和升程 限制器等零件表面形成液膜 ,液膜所產(chǎn)生的附著力阻礙閥片的運動 ,引起閥片滯后開 啟、關(guān)閉、增大氣流頂推力 ,當油水含量越多 ,附著力越大 ,對閥片的運動規(guī)律影響也 越大 ,嚴重影響氣閥閥片的使用壽命。當氣體凈化效果不好時 ,更容易造成閥片頻繁 損壞 ,嚴重時壽命只有 200h。 改進措施： (1)在實際工況下 ,氣閥彈簧力不適當 ,使閥片顫振或延遲關(guān)閉 ,造成閥片在工作 時撞擊過于嚴重是閥片損壞的主要原因之一。按實際工況重新對閥彈簧進行設(shè)計 ,對 彈簧剛度、彈簧力都進行了調(diào)整 ,使改進后閥片運動規(guī)律趨于合理。 (2)加強閥片、彈簧的質(zhì)量。經(jīng)拆檢和對新閥片、彈簧性能檢查。一般情況下 , 彈簧硬度普遍過大、閥片翹曲度超標。對此嚴格按技術(shù)要求予以糾正。并對彈簧提 出表面強化和松弛處理 ,提高彈簧、閥片的疲勞壽命。同負荷下的運行考驗 ,工作狀 態(tài)理想 ,在閥前壓力不足 120 kPa 的情況下均能滿足工藝要求的流通量。 (3)依據(jù)氣閥的運動規(guī)律及設(shè)備的實際狀況 ,選擇更科學(xué)的氣閥結(jié)構(gòu) ,盡量提高氣 閥的使用壽命。 (4)加強工藝管理 ,嚴格控制溫度、壓力指標 ,穩(wěn)定工況 ,防止帶油帶水。 從以 上分析可看出 ,在實際工況中 ,壓縮機氣閥的主要易損部件是閥片和閥簧。當壓縮機 的容積流量下降幅度較大時 ,主要原因很可能是壓縮機氣閥總的有效流通面積過小以 及氣閥彈簧力嚴重不匹配。因此 ,在壓縮機氣閥設(shè)計或改造時 , 我們必須選用合適的 材料 ,并應(yīng)保證氣閥有足夠的總的有效流通面積及合適的彈簧力 4。 4.活塞式壓縮機運行性能的改進 制冷壓縮機是制冷機的心臟，對制冷壓縮機性能的提高和改善，將顯著提高制 冷機整機的能效比。因此，如何根據(jù)各種制冷壓縮機的特點和實際運行條件，完善 的設(shè)計和合理的使用制冷壓縮機，已成為設(shè)計人員和用戶考慮的一個關(guān)鍵問題。從 產(chǎn)品設(shè)計角度，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上減少各方面的損失，以提高壓縮機的效率；從產(chǎn)品使用 角度，應(yīng)選擇最合理的工況條件，以保證壓縮機能在效率最高的設(shè)計點運行。此 外，還應(yīng)該選擇最合適的能量調(diào)節(jié)方式，實現(xiàn)最佳匹配和節(jié)能。 （一）活塞式壓縮機的節(jié)能 活塞式壓縮機具有適應(yīng)較寬的能量范圍、熱效率 高和造價低等優(yōu)點；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、對濕行程敏感、振動大和運行平 穩(wěn)性較差。分析其節(jié)能方法，可以從一下幾方面進行： 11 （ 1）減少消耗與壓縮氣體能量的途徑：增大氣閥流通面積；選擇最佳的氣閥彈 簧；減小相對余隙容積；增大吸排氣腔容積以減少氣流脈動。 （ 2）減少消耗與克服運動零件摩擦功率的途徑：活塞及活塞環(huán)之間為往復(fù)運 動摩擦，所占摩擦功率比例較大。因此，減少這些零件之間的摩擦，具有明顯的節(jié) 能效果。首先應(yīng)該確定最佳的活塞環(huán)數(shù)，活塞環(huán)數(shù)越多摩擦功率越大，但有利于減 少氣體的泄露，所以需要進行優(yōu)化設(shè)計，找出最佳結(jié)果；其次是合理設(shè)計活塞環(huán)的 斷面形狀、活塞環(huán)額高度和寬度的比值以及倒角的形狀；第三是配合尺寸、表面光 潔度以及潤滑的確定。減少消耗與克服電動機各種損失 5。 （二） 往復(fù)式壓縮機脈沖的影響 往復(fù)式壓縮機的工作特點是活塞在汽缸中進 行周期性的往復(fù)運動，導(dǎo)致吸排氣呈間歇性和周期性，管內(nèi)氣體呈脈動狀態(tài)。劇烈 振動可能導(dǎo)致管道破壞。引起管道發(fā)生劇烈振動的主要原因有兩方面： 一是氣體 壓力脈動過大，導(dǎo)致激振力過大； 另一個原因則是管道發(fā)生結(jié)構(gòu) (機構(gòu) )共振。 減 振措施： （ 1） 設(shè)置緩沖器 由于壓縮機的工作過程具有周期性和間歇性。就拿排 氣管為例來說：壓縮機大約在 1 4 曲柄轉(zhuǎn)角內(nèi)，向排氣管排氣一次。在這過程中， 一股動能很大的氣體就注入管道。如果我們在排氣口附近設(shè)置一容積足夠大的緩沖 器，則緩沖器就會吸收一部分動能，儲藏于自身，形成勢能。然后，在其余 3 4 轉(zhuǎn) 內(nèi)，再從容器把所儲的能量釋放出來。通過能量的這一轉(zhuǎn)換，緩沖器就起到了緩沖 作用，把壓力脈動的峰值削平了許多。 （ 2）管道布置 對于住復(fù)式壓縮機的管道，在進行管道布置的應(yīng)盡量沿地面鋪 設(shè)。這樣有利于管道支撐 一旦在機器運行時發(fā)生管道振動問題，也比較容易進一步 設(shè)置支架和采取減振措施。在進行管道布置時還應(yīng)盡量減少彎頭的數(shù)量，以減小激 振力的作用。 （ 3）支架 住復(fù)式壓縮機的支架應(yīng)采用防振管卡或固定支架，不能采用簡單支 托，更不能采用吊架。為了增大管卡與管道之間的接觸面積，并且在管卡與管道之 間應(yīng)襯以石棉橡膠墊。如果采用帶有管托的防振管卡，則管托應(yīng)與其生根部位焊 接，不能簡單放置。防振支架宜設(shè)獨立基礎(chǔ)，盡量避免生根在壓縮機基礎(chǔ)和廠房的 梁柱上；防振支架的結(jié)構(gòu)和支架的生根部分應(yīng)具有足夠的剛度；防振支架的間距和 位置應(yīng)經(jīng)過管系固有頻率分析后確定。 （ 4）管系固有頻率分析為防止管道產(chǎn)生機械共振，設(shè)計管路時，須進行管系固 有頻率的計算，通過調(diào)整管道系統(tǒng)的固有頻率使其避開機器的激振頻率，從而避開 共振。一般宜將管系的固有頻率控制在機器激振頻率的 1.2 倍以上。固有頻率與系 統(tǒng)的剛度有直接關(guān)系，剛度越大固有頻率越高，因此管系固有頻率的調(diào)整主要通過 調(diào)整系統(tǒng)剛度來完成。減少彎頭個數(shù)、增大管徑和壁厚、增設(shè)支架，都將使管系剛 度增大。 活塞式壓縮機管道的振動通常有兩種情況 :一種是由于機器的動力平衡性 能不好或基礎(chǔ)設(shè)計不良所引起的 ;另一種是由氣流脈動所引起的。前者的振動只 發(fā) 生在機器附近的管道 , 而后者則可以傳至很遠。實踐證明 , 壓縮機管路的振動 主要 是由于氣流脈動引起的。對于活塞式壓縮機管道 , 通常把管道結(jié)構(gòu)本身和管 道內(nèi)部 氣流看成獨立的兩個系統(tǒng) , 它們均有各自的固有頻率。當它們的固有頻率 與壓縮機 的激發(fā)頻率相等或相近時 , 系統(tǒng)就會發(fā)生強烈的振動 6。 （三）控制和降低壓縮機噪聲的措施 (1) 在壓縮機進、排氣口設(shè)置進、排氣消聲器 , 可以降低氣流產(chǎn)生的噪聲。 (2) 安裝和檢修壓縮機時 , 對于軸承間隙以及連桿、十字頭及活塞環(huán)間隙 ,都應(yīng) 控制在正確范圍內(nèi)，這樣可降低壓縮機的機械噪聲。長時間不檢修的壓縮機噪聲比 較大，因此要定時更換和檢查機械摩擦零件。 (3) 在條件允許的情況下，設(shè)置控制室，將主要控制儀表引至控制室。除了定 12 時巡回檢查外，操作人員可在控制室操作，以便降低操作環(huán)境的噪聲，改善操作條 件。 5.半封閉制冷壓縮機常見的故障分析 下面對半封閉制冷壓縮機的一些常見故障進行了研究。詳細分析了故障產(chǎn)生 的 原因，并且根據(jù)不同的故障類型提出了不同的解決方法，有利于設(shè)計者在設(shè)計 過程 中盡量避免此類問題對壓縮機系統(tǒng)的負面影響。 (1)液擊 液擊是指壓縮機瞬間壓縮液體時產(chǎn)生的強力對壓縮機部件造成損壞的 現(xiàn)象。在壓縮機剛啟動或系統(tǒng)運行工況改變時，如果瞬間返回壓縮機氣缸的是大量 液態(tài)制冷劑或潤滑油或二者的混合物而不是過熱蒸氣，液擊現(xiàn)象就會發(fā)生。壓縮機 壓縮液態(tài)制冷劑或潤滑油時會在氣缸內(nèi)產(chǎn)生大約 7 MPa 的壓強，對壓縮機造成損 壞，如 : 活塞頂部被擊穿、排氣閥片彎曲斷裂以及曲軸連桿斷開。發(fā)生液擊時壓縮 機發(fā)出壓縮液體的聲音 ,由此可以判斷液擊的發(fā)生。發(fā)生液擊后若壓縮機仍繼續(xù)運 轉(zhuǎn) ,那么有問題的壓縮機的氣缸蓋溫度會比正常的氣缸蓋溫度高要些，為避免產(chǎn)生液 擊 ,可使用單向抽空控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中 ,液管上安裝了一個由溫控器控制的電 磁閥 ,以防止停機后制冷劑流入蒸發(fā)器；同時 ,選配合適的小尺寸膨脹閥 ,因為大尺寸 的膨脹閥工作很不穩(wěn)定，負荷較小時可能會導(dǎo)致壓縮機瞬間回液；另外 ,當發(fā)現(xiàn)壓縮 機有機械故障時 ,一定要檢查電動機 ,因為壓縮機損壞時產(chǎn)生碎片會附著在定子上或 定子與轉(zhuǎn)子之間 ,最終導(dǎo)致電機故障。 （ 3） 滿液 啟動 曲軸箱內(nèi)的潤滑油吸收過多的制冷劑后啟動壓縮機會造成壓 縮機部件的損 壞。幾乎在任何狀況下潤滑油都能吸收制冷劑，其吸收量只取決于油 溫及曲軸箱內(nèi)的壓力。溫度越低、壓力越高，吸收量越多。在某些情況下，曲軸箱 內(nèi)的制冷 劑和油的混合物會分層，制冷劑相對多的混合物出現(xiàn)在底部油泵吸入端附 近，并 被油泵送至各個潤滑表面 , 造成壓縮機潤滑的不充分，最終損壞壓縮機。滿 液啟 動引起的破壞可能是立即體現(xiàn)出來的，如閥片、墊圈或活塞的損壞及磨損；但 也 可能是逐漸發(fā)生的，如軸承表面過熱或劃傷。由于油在油路中流動時質(zhì)量是變化 的，所以軸承的劃傷也是不均勻的，最靠近供油端的表面損傷最嚴重。潤滑油 制 冷劑混合物流經(jīng)曲軸箱時，制冷劑會不斷蒸發(fā) ,這樣 ,在潤滑循環(huán)系統(tǒng)末端，油 中幾 乎不含制冷劑了。保持適當?shù)闹评鋭┏渥⒘考斑m當?shù)挠土?,能減少滿液現(xiàn)象的發(fā)生。 （ 4） 曲軸箱內(nèi)潤滑油不足 在壓縮機的運行過程中，一些油隨著制冷劑以 一定速率被壓出曲軸箱，這時 應(yīng)有相同數(shù)量的油以相同的速率返回壓縮機，才能保 證壓縮機運轉(zhuǎn)所需的潤滑油 量。潤滑不充分會導(dǎo)致過熱及整個壓縮機表面劃傷。油 以相對過多的比例排出壓 縮機的原因有滿液、油注入量過多或油的標號不對。而回 油量少的原因有制冷劑 流速低、短路循環(huán)及管路設(shè)計安裝存在問題。 （ 5） 過熱 過熱是指壓縮機溫度異常升高從而對壓縮機部件產(chǎn)生損壞的現(xiàn) 象。壓縮機產(chǎn) 生的熱量主要來源于電動機繞組的熱力損失及運轉(zhuǎn)軸承表面磨擦產(chǎn)生 的熱量。大 部分壓縮機排氣管能承受的最高溫度為 135 ,相應(yīng)地排氣閥能承受的 溫度在 150 163 之間 ,如果溫度過高 ,制冷劑和油就開始分解 ,故障也快發(fā)生了。 隨著排氣溫度的繼續(xù)增加 ,制冷劑和水分、酸和氧、酸和油、制冷劑和油在系統(tǒng)中發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)的程度會以幾何速度增加 ,這會使壓縮機很快損壞。酸不僅對壓縮機 有 影響 , 而且對整個系統(tǒng)都有影響。