小参数涡旋齿的强度可靠性研究.pdfVIP

· 8 · 2011年第3期(总227期) 文章编号：1006—2971(2011103-00084)4 小参数涡旋齿的强度可靠性研究 邵 兵 (兰州理工大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730050) 摘 要：分析了小参数涡旋压缩机压缩腔的压力载荷和温度，建立了小参数涡旋齿的弯曲疲劳强度模 型。以天然气涡旋压缩机为例，计算了小参数涡旋齿的弯曲疲劳强度。结果表明，选择合适的排气角、 材料和参数，修正涡旋齿的起始端，是提高涡旋齿弯曲疲劳强度的重要方法。 关键词：涡旋压缩机；小参数涡旋齿；疲劳强度；可靠性 中图分类号：TH45 文献标志码：A StudyonStrengthReliabilityofScrollW raps、thSmallParameters SHAO Bing (CollegeofMechanical—ElectronicEngtneenng，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China) Abstract：Thepressureloadsandtemperaturesincompressionchambers ofscrollcompressorwitIlsmallparame— tern areanalyzed．A bendingfatiguestrengthmodelforscrollwrapisestablished．Thebendingfatiugestrengthof scrollwrapwithsmallparametersiscalculatedsetthenaturalgasscrollcompressorasallexample．Theresult showsthattheimportantmethodofimprovingthebendingfatiugestrengthofscrollwrapistOselectsuitabledis— charge,~sle，materialandparameter，andtocorrectthestartingsideofscrollwrap． Keywords：scrollcompressor；scrollwrapwith smallparameter；fatiguestrength；reliability 涡旋机械属容积式机械，以高效率、低噪声及稳 涡旋齿都是小参数涡旋齿，涡旋齿的厚度对于载荷 定性 良好等优点而越来越受到重视。它依靠一对啮 的影响可以忽略不计。研究小参数涡旋齿的载荷模 合的动、静涡旋齿之间形成的涡旋腔容积变化实现 型和弯曲疲劳强度，对于普通涡旋机械的研究与应 工作过程。无论涡旋压缩机、发动机，还是涡旋泵， 用具有重要意义。 涡旋齿的工作环境和载荷都比较复杂，同时涡旋齿 1 涡旋压缩腔及涡旋齿表面压力 根部形状突变，此类问题无法用解析法求解 ，且试验 相当困难 。涡旋齿内、外壁面型线 ¨以及涡旋腔几 如图1所示，压缩腔是由动涡旋型线以公转半 何模型 ]、动力学 J、热力学 J、动涡旋齿变形 J 径运动所形成的。由a类节线对应的压缩腔 (动涡 等方面的研究很多，但是涡旋齿摩擦学、强度模型方 旋齿外壁面型线和静涡旋齿内壁面型线形成的压缩 面的研究很少，涡旋齿的应力计算与试验研究未见 腔)为 a类压缩腔，b类节线对应的压缩腔 (静涡旋 任何文献。研究涡旋机械的强度、寿命和可靠性是 齿的外壁面型线和动涡旋齿内壁面型线形成的压缩 涡旋机械研究非常紧迫 的任务 ，而基于内压作用 的 涡旋齿根弯曲疲劳强度计算是其强度模型研究的重