渦旋壓縮機氣體力與結構參數的關系

王訓杰 李菊華

摘 要：渦旋盤結構參數影響渦旋壓縮機所受氣體力的大小。本文通過建立渦旋盤所受的氣體力數學模型，選取切向氣體力[Ft]、徑向氣體力[Fr]、軸向氣體力[Fa]及其標準偏差為分析目標，以試驗研究分析氣體力與結構參數的影響關系，為減少自轉機構與動渦旋盤間的摩擦力，建立基于考慮氣體力作用下主傳動系統動平衡及渦旋壓縮機結構參數優化拓展了思路。

關鍵詞：渦旋壓縮機;氣體力;結構參數

中圖分類號：TH45 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）31-0066-03

Relationship between Gas Force and Structure

Parameters of Scroll Compressor

WANG Xunjie1 Li Juhua2

（1.Jiangxi University of Technology，Nanchang Jiangxi 330029;2.Jiangxi Industry Polytechnic College，Nanchang Jiangxi 330039）

Abstract： The structure parameters of the scroll affect the gas force of the scroll compressor. This paper analyzed the mathematical model of the gas force of the scroll. The tangential gas force [Ft]， the radial gas force [Fr]， the axial gas force [Fa] and their standard deviation are selected as the optimization objectives. The research in this paper extends the idea of reducing the friction between the rotating mechanism and the dynamic scroll， establishing the dynamic balance of the main drive system and optimizing the structural parameters of the scroll compressor based on the consideration of the gas force

Keywords： scroll compressor;gas forces;structure parameters

1 研究背景

渦旋壓縮機是一種新型的容積式壓縮機，作用在渦旋盤上的氣體力隨著曲軸轉角的不同而發生變化。渦旋壓縮機工作腔內氣體所產生的氣體力可分為軸向氣體力[Fa]、徑向氣體力[Fr]和切向氣體力[Ft]（見圖1）。其中，軸向氣體力使動渦旋盤脫離靜渦旋盤，產生軸向間隙，降低容積效率;徑向氣體力使主軸偏心有變小的趨勢，會產生徑向間隙;切向氣體力會產生動渦旋盤自轉。在氣體力作用下，將產生傾覆力矩[Mt]和自轉力矩[Mr]，作用于動渦旋盤上的氣體力最終傳遞到殼體上，引起渦旋壓縮機振動和產生噪聲[1，2]。

本文在分析渦旋壓縮機氣體力數學模型的基礎上，選取切向氣體力[Ft]、徑向氣體力[Fr]、軸向氣體力[Fa]及其標準偏差為分析目標，開展試驗研究，分析渦旋壓縮機各種氣體力和氣體力矩與渦旋盤幾何參數的關系。

2 渦旋壓縮機氣體力分析數學模型

設計渦旋壓縮機時，一般將設計排氣量[Vd]、壓縮比[ε]作為已知條件。……