Reka bentuk dan simulasi berangka profil pemutar pemampat prisma

Reka bentuk dan simulasi berangka profil rotor pemampat pemutar lebar sudut dilakukan oleh Zhang Zhaohe (Harbin Institute of Technology (Weihai, Shandong Weihai 264209) Analisis telah diterima pakai.

1 Gambaran keseluruhan pemampat prisma sebagai pemampat volumetrik rotary novel dengan hak harta intelek bebas (Nombor Paten Penciptaan: ZL200610042114.8), berbanding dengan pemampat skru semasa dengan kelebihan pasaran, ia mempunyai pemprosesan rotor mudah dan kurang kebocoran. (Tiada segitiga kebocoran, reka bentuk fleksibel pengambilan dan pelabuhan ekzos, keperluan pemilihan galas yang rendah, kelajuan operasi yang rendah, kos pembuatan yang rendah, kecekapan kerja yang tinggi, dll.)

Pemampat prisma mempunyai pelbagai aplikasi, dan pada dasarnya ia boleh digunakan untuk kes pemampat skru. Penggunaan teknologi pemampat prisma atas dasar teknologi perindustrian yang sedia ada dapat memaksimumkan warisan teknologi pemampat skru sedia ada, seperti pemilihan dan reka bentuk profil pemutar pemampat prisma, serta penggunaan pemampat prisma . Pemilihan dan reka bentuk galas, meterai aci, gear segerak, dan struktur mesin boleh memanfaatkan sepenuhnya pencapaian teknikal pemampat skru sedia ada. Ini adalah promosi pemampat prisma dan prinsip kerja pemampat prisma. Profil pemutar berbentuk arka simetri dua hala direka, dan komponen utama prototaip ujian direka. Kemudian simulasi berangka berasaskan CFD dilakukan pada proses mampatan.

2 Reka bentuk profil pemutar Dalam pemampat prisma, reka bentuk profil pemutar adalah tugas utama dalam reka bentuk keseluruhan pemampat prisma. Menurut undang -undang meshing, nisbah bilangan jenis rabung wajah pada pemutar lelaki dan wanita pemampat prisma kepada bilangan alur jenis cekung adalah sama dengan nisbah diameter atau jejari bulatan padang Anod dan katod, dan anod dan katod biasanya lebih disukai. Nisbah bilangan jenis tulang rusuk muka kepada bilangan muka jenis alur ialah 2/2, 2/3, 3/3, 3/4, dan lain -lain, supaya nisbah tekanan tertinggi boleh diperolehi.

Sama seperti pemampat skru, profil pemutar pemampat prisma mempunyai garis simetri dan garis asimetri, dan garis satu sisi dan jenis dua sisi. Untuk pemampat skru, pelbagai garisan asimetri direka untuk meminimumkan pengaruh segitiga kebocoran pada kebocoran dan penggunaan kuasa seluruh mesin, tetapi untuk pemampat prisma, kerana ia tidak wujud dalam struktur segitiga dibocorkan, Oleh itu, garis simetri dua hala mudah boleh digunakan sebanyak mungkin, yang mengelakkan titik tajam dan kepekatan tekanan pada garis jenis pemutar, dan memastikan reka bentuk, pembuatan dan penyahpepijatan pemampat prisma. Dalam makalah ini, garis arka bulat simetri dua hala diambil sebagai contoh untuk menggambarkan proses reka bentuk profil pemutar pemampat prisma skema gabungan rotor dengan nisbah bilangan profil yang 2/3.

Garis arka pekeliling dua simetri pemutar wanita dengan jenis alur 3 ditunjukkan, dan jejari bulatan padang adalah RA. Arka bulat simetri bilateral pemutar lelaki dengan bilangan rabung adalah 2, dan bulatan padang ditunjukkan. Radius adalah RIT, dan bilangan gigi gear segerak yang disambungkan ke aci pemutar positif dan negatif masing -masing adalah ZI dan Z2. Nisbah gear gear di tengah dan rotor yin dan yang dan hubungan yang sama ditunjukkan dalam Jadual 1.

AB, EF, HI, dan LM adalah pusat arka padang rotor masing -masing dan jejari segmen arka, radius arka berbeza dari reka bentuk pemampat skru, tanpa mengira pengaruh segitiga kebocorannya.

Segmen CD dan segmen K adalah segmen arka bulat radius r, di mana bahagian atas segmen K arka pada pemutar lelaki disiapkan oleh bulatan luar yang mempunyai diameter 2Rit+2R-A atau 2RA+2R. Kesan pemotongan, kelebihannya ialah: (1 boleh membentuk meterai muka antara pemutar lelaki dan dinding rongga dalaman; pemampatan q boleh berakhir untuk mendapatkan jumlah pelepasan yang lebih kecil; (3 melalui pelarasan saiz boleh membuat badan Pemutar wanita dan lelaki diameter dalam ruang dalaman adalah sama, supaya pengagihan tekanan dan pelesapan haba perumahan lebih seragam, dan pengacuan dan pemprosesan perumahan juga difasilitasi.

Jadual 1 Yin dan Yang Rotor Bilateral Simetrical Circular Arc Composition Curve Tooth Yin Rotor Yang Rotor Arc Arc Cycloidal Point Cycloid Arc Point Point Cycloid Arc Arc Arc Segment Segmen Persamaan di atas adalah lebih mudah untuk ditentukan. Segmen BC, DE, I, dan KL adalah segmen pendulum. Hasil derivasi persamaan sikloid adalah nilai pusat dan julat nilai yang masih ditentukan oleh hubungan geometri dalam graf mengikut hubungan transformasi koordinat dan keadaan sampul surat.

Berdasarkan penentuan profil pemutar, profil pemutar diregangkan ke arah paksi pemutar untuk membentuk profil beralun atau rusuk yang selari dengan arah paksi rotor wanita dan lelaki, dengan itu melengkapkan lelaki dan perempuan rotor. Bentuk bahagian utama adalah seperti yang ditunjukkan.

Perbezaan penting antara pemutar dalam pemampat prisma dan pemutar dalam pemampat skru dapat dilihat dari angka.

Pada masa yang sama, berdasarkan penentuan profil pemutar, mengikut persamaan lengkung gigi rotor yin dan yang, digabungkan dengan dimensi struktur sebenar pemutar dan silinder ~ berbentuk ~ dan kedudukan permulaan dari Orifis ekzos, gigi rotor yin dan yang boleh diperolehi dengan kaedah analisis. Kawasan di antara kawasan dan akhir mampatan, seperti AM, 42 dan 43. Menurut panjang kerja yang berkesan l rotor yin dan yang, volum antara V yang sebenarnya terlibat dalam strok mampatan boleh diperoleh, Ia , yang boleh dipilih dengan merujuk kepada data empirikal pemampat skru.

Bahagian jurnal di luar badan pemutar direka mengikut kaedah reka bentuk batang biasa. Sama seperti prinsip reka bentuk pemutar pemampat skru, pemutar pemampat prisma juga dibahagikan kepada jenis integral dan jenis gabungan. Ia juga boleh menggunakan struktur penyejukan dalaman atau gigi pengedap atau rusuk pengedap. Di samping itu, kerana kedua -dua rotor pemampat prisma diputar oleh gear segerak, kedua -dua rotor sebenarnya tidak bersentuhan, sehingga pemilihan pemutar pemampat prisma dapat dibuat lebih luas daripada pemutar minyak -Eksor skru yang ditakrifkan. Dalam makalah ini, bahan pemutar prototaip diperbuat daripada keluli karbon sederhana biasa.

3 Reka Bentuk dan Pemilihan Komponen Utama lain 3.1 Tubuh adalah salah satu komponen utama pemampat prisma. Ia adalah pembawa untuk pemutar pemampat, galas, meterai aci, gear segerak dan komponen lain. Sama seperti pemampat skru, ia juga terdiri daripada bahagian silinder bahagian tengah dan penutup akhir kedua -dua hujungnya. Perlindungan hujung sampingan boleh dibentuk secara terperinci dengan badan silinder mengikut keadaan sebenar, atau boleh dihasilkan secara berasingan.

Oleh kerana pelabuhan masuk dan ekzos pemampat Prism lebih fleksibel daripada pemampat skru, pelabuhan pengambilan dan ekzos boleh direka untuk menjadi sedutan radial atau ekzos, atau boleh direka untuk sedutan paksi dan ekzos. Di samping itu, silinder pemampat prisma juga boleh direka sebagai struktur dinding tunggal atau struktur dinding double seperti yang diperlukan. Di samping itu, bahan badan pemampat prisma juga boleh dipilih dari bahan yang berbeza seperti besi tuang kelabu biasa, besi mulur, keluli cast, keluli aloi atau keluli tahan karat.

Prototaip ujian yang terlibat dalam makalah ini mengamalkan bentuk struktur di mana satu penutup akhir dan silinder dilemparkan secara integriti, dan pelabuhan masuk dan ekzos direka sebagai sedutan radial dan struktur ekzos, badan silinder adalah struktur dinding tunggal, dan bahan itu diperbuat daripada besi mulur.

3.2 Bearing Bearing juga merupakan salah satu komponen utama pemampat prisma. Sama seperti pemampat skru, galas yang digunakan dalam pemampat prisma juga dibahagikan kepada dua jenis: galas rolling dan galas gelongsor. Dalam pemampat prisma yang tidak berskala besar, galas rolling biasanya digunakan. . Walau bagaimanapun, kerana profil pemutar lelaki dan wanita pemampat prisma adalah permukaan sayap lurus, tiada daya paksi dijana semasa putaran, sehingga hanya diameter gear merangsang dan sedutan paksi dan tekanan ekzos dapat dipilih. Bearing radial xiangli mengurangkan bilangan galas berbanding dengan pemampat skru; Dan kerana kelajuan pemampat prisma lebih rendah, ia boleh digantikan dengan galas domestik dan bukannya galas yang diimport. Galas menggantikan galas ketepatan tinggi.

Prototaip ujian kertas ini hanya menggunakan 4 galas bola sentuhan sudut P5 yang dihasilkan secara domestik.

3.3 Prinsip memilih meterai aci pemampat prisma meterai aci adalah serupa dengan pemampat skru. Untuk pemampat prisma bebas minyak, meterai cincin grafit, meterai aci labirin atau meterai aci mekanikal disediakan; Untuk pemampat prisma minyak, tekanan tertentu boleh digunakan di antara bahagian badan pemutar dan galas minyak pengedap dimeteraikan. Di bahagian aci luar pemutar, meterai bibir mudah boleh digunakan untuk pengedap, atau meterai mekanikal yang dililit minyak boleh digunakan. Di samping itu, untuk pemampat prisma, meterai aci boleh dipilih tanpa membezakan antara hujung pengambilan dan hujung ekzos.

Prototaip ujian kertas ini merancang meterai minyak meterai di antara bahagian badan pemutar dan galas, dan meterai bibir digunakan dalam bahagian aci luar pemutar.

3.4 Gear Segerak Kerana bilangan gigi meshing pada pemutar pemampat prisma kecil, kedua -dua pemampat prisma jet minyak dan pemampat prisma oilless mesti menyedari putaran segerak kumpulan pemutar oleh gear segerak, jadi gear segerak juga prisma. Komponen utama pemampat rod.

Sama seperti mesin mampatan lain dengan mekanisme gear segerak, untuk memastikan ketepatan pemutar pemutar, tahap ketepatan gear segerak pemampat prisma juga mempunyai keperluan yang lebih tinggi, dan mestilah melebihi 6 ketepatan. Di samping itu, untuk mengelakkan anjakan paksi gear, hubungan meshing yang betul pemutar dimusnahkan, dan pada masa yang sama, untuk memastikan pemasangan dan pelarasan semasa pemasangan, gear segerak lebih dipercayai dengan merangsang gear. Prototaip ujian kertas ini direka dengan sepasang gear merangsang, di mana gear penyegerakan yang disambungkan ke pemutar wanita direka sebagai struktur laras.

4 Simulasi Numerik Proses Mampatan Untuk menyiasat sama ada prototaip ujian pemampat prisma yang diselesaikan mengikut idea reka bentuk di atas dapat merealisasikan proses pemampatan dalaman, simulasi dinamik proses pemampatan dilakukan dengan menggunakan perisian analisis CFD menggunakan mesh dinamik Teknologi untuk model prototaip ujian yang dipermudahkan.

Hasil simulasi berangka dinamik pengagihan tekanan dalam ruang mampatan prototaip ujian pada kelajuan putaran yang berbeza ditunjukkan, di mana q dan pengedaran tekanan dalam ruang mampatan masing -masing adalah 1200r/min dan 3000r/min, dan unit tekanan adalah PA PA . meningkat dengan peningkatan kelajuan putaran. Ia telah meningkat dengan ketara.

Hasil simulasi berangka di atas di satu pihak mencerminkan bahawa pemampat prisma dapat mencapai proses mampatan dalaman yang kuat, dan sebaliknya, ia mencerminkan bahawa peningkatan kelajuan putaran dapat meningkatkan kesan pengedap kelajuan, yang konsisten dengan sebenarnya Situasi kebanyakan peralatan mampatan jenis meterai jurang. .

5 Kesimpulan Mengambil profil pemutar arka simetri dua hala sebagai contoh, reka bentuk profil pemutar prototaip ujian pemampat prisma selesai, dan hasil derivasi dari persamaan garis segmen arka simetrik simetri berbentuk dua hala diberikan, Mampatan diperkenalkan. Kaedah Reka Bentuk dan Pemilihan untuk Komponen Utama Lain Prototaip Ujian Mesin. Menggunakan perisian analisis CFD, model dinamik proses mampatan dilakukan dengan menggunakan teknik grid dinamik untuk model mudah prototaip ujian. Hasilnya menunjukkan bahawa tekanan seketika tempatan diperolehi dalam jumlah inter-gegelung yang terlibat dalam proses mampatan, mengesahkan pemampat prisma. Proses mampatan dalaman yang kuat dapat dicapai.