Окружной профиль героторного компрессора
Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчет и проектирование. Создание методики расчета профилей и анализ геометрии рабочей полости компрессоров. Изготовление профиля наружного ротора простым и высокопроизводительным способом.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.11.2018 |
| Размер файла | 112,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Окружной профиль героторного компрессора
Мустафин Т.Н., Васильев А.В.
Научный руководитель - Мустафин Т.Н.
г. Казань, Казанский государственный технологический университет
В современном холодильном компрессоростроении область холодопроизводительностей от 4 до 30 кВт в основном представлена лишь поршневыми и спиральными компрессорами. При этом поршневые машины весьма громоздки по сравнению со спиральными, что делает их применимость также весьма ограниченной. Производство же спиральных машин технологически трудоемко и сложно в виду потребности в изготовлении высокоточных спиралей. Альтернативой спиральным компрессорам могут стать роторные машины с внутренним зацеплением роторов (героторные схемы). Данная работа посвящена созданию методики расчета профилей и анализу геометрии рабочей полости одного из вариантов подобных компрессоров (Рис.1).
Рис.1 - Принципиальная схема компрессора
1 - ротор; 2 - сепаратор; 3 - ролик; 4 - окно всасывания; 5 - окно нагнетания
Наиболее существенно на характеристики роторных компрессоров (РК) оказывают законы образования и эволюции рабочих камер, а также законами образования зазоров между рабочими органами компрессора и стенками, ограничивающими рабочие камеры. Все перечисленные законы определяются в первую очередь выбором типа профиля роторов, решая при этом ряд следующих задач:
1. линия зацепление, образованная роторами, должна быть непрерывна во времени и пространстве;
2. хорошее уплотнение зазоров, как между роторами, так и между роторами и корпусом, достигаемое путем минимизации до необходимых величин профильных зазоров и рациональным выбором формы профиля;
3. минимизация перевальных и защемленных объемов;
4. для улучшения массогабаритных показателей должен быть хорошим коэффициент использования объёма корпуса;
5. должны быть предусмотрены возможность изготовления роторов простым, высокопроизводительны способом, при этом должна соблюдаться простота изготовления оснастки и режущего инструмента, а также возможность использования для изготовления серийных общепромышленных станков.
Эти требования должны быть соблюдены как на стадии теоретического, так и на стадии действительного профилирования. Задача выбора исходного профиля усложняется тем фактом, что перечисленные выше требования зачастую вступают в противоречие друг с другом.
В предлагаемом РК [1] исходным для расчёта сопряженного профиля является профиль внутреннего ротора, при этом с целью упрощения изготовления профиля наружного ротора, при профилировании предусматривается контакт между роторами не по всей поверхности наружного ротора, а лишь по его роликам. Т.е. теоретический профиль внутреннего ротора есть огибающая роликов наружного ротора. Уравнения теоретического профиля и линии зацепления выведены на основании раскрытия якобиана и соответственно составят:
,(1)
,(2)
где OA - расстояние от центра окружности роликов до начала координат; - параметр профиля, в качестве которого принят угол между общей нормалью к сопряжённым профилям в точке касания и оси абсцисс O1X'1; r - радиус огибаемых роликов, - передаточное отношение, - вспомогательный параметр, e - эксцентриситет роторов, - радиус начальной окружности наружного ротора (рис 2), и - соответственно углы поворота наружного и внутреннего роторов.
Рис. 2 - Схема сопряжения роторов
Уравнение (1) позволяет получить массив координат теоретического профиля внутреннего ротора, для этого должен меняться в пределах , где - число зубьев внутреннего ротора.
Путем небольшой коррекции величин, входящих в уравнение (1), компенсирующей технологические погрешности изготовления и тепловых деформаций роторов, можно получить координаты действительных роторов. Координаты действительного профиля внутреннего ротора могут быть получены путем эквидистатного занижения координат теоретического профиля. Их также можно получить с помощью уравнения (1) путем некоторой коррекции входящих в него величин (корректируемые величины имеют индекс «д»):
.(3)
При выборе данного типа профиля образуется цевочное зацепление, т.е. теоретический профиль наружного ротора фактически повторяет участки теоретического профиля внутреннего ротора. Ограничивая область контакта роторов лишь по поверхности роликов целесообразно заменить профильную область наружного за пределами роликов близкими по кривизне дугами окружности.
На основе анализа результатов полученных с помощь представленных уравнений можно сделать следующий ряд выводов:
1. образуемая линия зацепления проста и непрерывна;
2. защемленный объем в теоретическом зацеплении отсутствует, наличие его в действительном зацеплении невелико и необходимо для создания буферной полости и как следствии предотвращения «гидроударов», при использовании компрессора в маслозаполненном варианте;
3. величина профильных зазоров в основном зависит лишь от величины эквидистантного занижения теоретического профиля внутреннего ротора;
4. анализ кривизны в профилей в точке контакта (как второго фактора оказывающего влияния на величину перетечек газа между рабочими камерам) позволяет сделать о том, что наименьшей глубиной дросселирования, как известно [2, 3], обладают щели, образованные поверхностями с кривизной в точке контакта различных знаков, а такие щели образуются лишь на стороне всасывания, где перепад давлений между соседними камерами не велик;
5. коэффициент использования объема корпуса в исследуемой схеме превосходит аналогичные коэффициенты спиральных компрессоров.
Все выше изложенное позволяет дать положительное заключения о перспективности использования исследуемого профиля в компрессорной схеме.
компрессор ротор винтовой прямозубый
Библиографические ссылки
1. Патент на полезную модель № 44155 (РФ). Объёмная роторная машина /Хисамеев И.Г., Хамидуллин М.С., Чекушкин Г.Н. - 22.11.04, опубл.-27.02.05, бюл. № 6, F04C 2/28
2. Сакун, И.А. Винтовые компрессоры / И.А. Сакун. - Л.: Машиностроение, 1970. - 400с.
3. Хисамеев, И.Г. Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры: теория, расчёт и проектирование / И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов - Казань: Ф?н, 2000. - 638с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров потока и построение решеток профилей для компрессора и турбины. Профилирование рабочей лопатки компрессора, газодинамический и кинематические параметры профилируемой ступени на среднем радиусе. Кинематические параметры ступени турбины.
практическая работа [2,1 M], добавлен 01.12.2011Условия работы холодильных компрессоров, их типы, принцип работы. Функции компрессора в холодильном цикле. Сравнительная характеристика компрессоров. Правила технического обслуживания и эксплуатации компрессоров, устранение характерных неисправностей.
презентация [8,4 M], добавлен 30.04.2014Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. Параметры потока в межвенцовых зазорах ступени в среднем, периферийном и втулочном сечении. Определение размеров камеры сгорания. Расчет выходной патрубка - осерадиального диффузора.
курсовая работа [741,3 K], добавлен 27.02.2012Расчет закрутки последней ступени. Профилирование рабочей лопатки по результатам расчета закрутки. Геометрические характеристики профиля турбинной лопатки. Проектирование и расчет елочного хвостовика. Расчет критического числа оборотов ротора турбины.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.11.2009Классификация и особенности конструкций холодильных компрессоров. Процесс сжатия в поршневом компрессоре. Объемные потери компрессора и их учет. Влияние различных факторов на коэффициент подачи. Принцип действия и области применения винтовых компрессоров.
контрольная работа [41,4 K], добавлен 26.05.2014Проектирование и расчет призматического фасонного резца. Высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля. Проектирование и расчет геометрии червячной фрезы. Величина затылования. Профиль обрабатываемого отверстия протяжки.
курсовая работа [448,4 K], добавлен 12.10.2013Профилирование лопатки первой ступени турбины высокого давления. Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. Профилирование решеток профилей рабочего колеса по радиусу. Расчет и построение решеток профилей РК турбины на ПЭВМ.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.02.2012Структурный и кинетостатический анализ механизма двухцилиндрового компрессора; определение реакции в кинематических парах. Проектирование эвольвентного зацепления прямозубых цилиндрических колёс. Расчет геометрии зубчатой передачи, профиля кулачка.
курсовая работа [395,1 K], добавлен 07.01.2012Проектирование рабочего процесса газотурбинных двигателей и особенности газодинамического расчета узлов: компрессора и турбины. Элементы термогазодинамического расчета двухвального термореактивного двигателя. Компрессоры высокого и низкого давления.
контрольная работа [907,7 K], добавлен 24.12.2010Характеристика профилей, применяющихся при сооружении металлических конструкций. Критерии и обоснование выбора стана для проката профиля, необходимое оборудование и технология проката и калибровки. Методика расчета энергосиловых параметров прокатки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.11.2009Основные характеристики ротора компрессора К398-21-1Л. Определение собственных частот и форм колебаний. Модальный анализ блочным методом Ланцоша. Статический расчет рабочих колес. Возможности решения контактных задач в программном комплексе ANSYS.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 20.06.2014Проектирование осевого компрессора и профилирование лопатки первой ступени компрессорного давления. Расчет параметров планов скоростей и исходные данные для профилирования рабочей лопатки компрессора, её газодинамические и кинематические параметры.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 22.02.2012Проектирование участка по изготовлению гнутых профилей, технологического процесса их изготовления. Расчет ширины заготовок для профилей, оптимизация раскроя материала. Разработка формующих роликов. Расчет технико-экономических показателей участка.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 03.02.2012Термогазодинамический расчет параметров компрессора и турбины. Профилирование рабочей лопатки первой ступени осевого компрессора. Расчет густоты решеток профилей и уточнение числа лопаток в венце. Выбор углов атаки лопаточного венца на номинальном режиме.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 14.03.2012Расчет параметров потока и построение решеток профилей ступени компрессора и турбины. Профилирование камеры сгорания, реактивного сопла проектируемого двигателя и решеток профилей рабочего колеса турбины высокого давления. Построение профилей лопаток.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.02.2012Расчет двухступенчатого винтового компрессора. Определение диаметра внешней окружности ведущего винта. Расчетная степень сжатия воздуха. Внутренний адиабатный коэффициент полезного действия ступеней компрессора. Геометрическая степень сжатия ступеней.
курсовая работа [106,1 K], добавлен 06.11.2012Общие и специальные требования к компрессорам, устанавливаемым на газотурбинные двигатели. Применение центробежного компрессора для сжатия различных газов, особенности его устройства и принципа действия. Эксплуатация и ремонт центробежных компрессоров.
реферат [579,9 K], добавлен 11.10.2015Подготовка исходных данных для расчета профиля фасонного резца. Определение геометрии режущих кромок фасонных резцов. Геометрия режущих кромок, обрабатывающих радиально-расположенные поверхности деталей. Аналитический расчет профиля фасонных резцов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.12.2010Расчёт и профилирование рабочей лопатки ступени компрессора, газовой турбины высокого давления, кольцевой камеры сгорания и выходного устройства. Определение компонентов треугольников скоростей и геометрических параметры решеток профилей на трех радиусах.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 17.02.2012Характеристика компрессоров: одноступенчатые и многоступенчатые, стационарные и передвижные типы. Принцип работы винтового компрессора. Схема и идеальный цикл компрессора простого действия. Коэффициенты полезного действия и затрата мощности на привод.
реферат [565,5 K], добавлен 30.01.2012
