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螺杆式壓縮機轉子受力分析
添加時間:2018-01-10

螺杆壓縮機系高速旋转机械,稳定运转时可视其处于平衡状态,即每一转子均处于所有外 力及其力矩的平衡状态之下,这些力和力矩分别为气体作用力、軸承支反力、轴子自重齿轮作 用力平衡活塞推力和输入力矩。

气体内力矩.摩擦阻力矩等,图示出阳转子受力的一般 性情况,为了选择軸承、设计平衡活塞、以及进行转子的强度和刚度计算,必须对这些力和力矩 进行分析和计算。

1.螺杆壓縮機轴向力计算

作用在转子上的轴向力主要由气体压力产生,其中包括气体压力作用于转子螺旋齿面上 所产生的轴向分力F...气体压力作用于转子排气和吸气端面上所产生的轴向力Faap和FU。

此外,当转子上装有增速齿轮或同步齿轮时,则齿轮传动时所产生的轴向分力Fe也作用在转 子上。因此,作用在转子上的轴向力F,

作用于轉子上:的軸向力F,通常被設置在轉子排氣端的止推軸承所承受。但在制冷螺杆 壓縮機等高压差、高压比机器中,往往由于轴向力F。

数值过大,而在阳转子上设置平衡活塞, 产生平衡活塞轴向力Fie,以平衡大部分轴向力。

此时,作用于止推軸承上的轴向力F.为 在上述轴向力中,作用于转子排气端及吸气端面上的轴向力FPP.F...齿轮传动时所产 生的轴向分力Fgn 及平衡活塞轴向力F。

比较容易计算;而要精确计算气体压力产生的作用 于转子齿面上的轴向分力F...则十分复杂,需要根据转子型线参数和基元容积内的压力变化 规律,利用计算机进行计算。

螺杆式空压机转子

2.螺杆壓縮機转矩的计算

作用在转子上的转矩有:原动机的驱动力矩M、摩擦阻力矩M,和由于气体压力作用在转 子齿面上的切向分力所引起气体内力矩M。

根據所得的氣體軸句分力Fge,可按下式求出氣體內力矩M。

式中T一转子的导程。 摩擦阻力矩M.,包括軸承摩擦阻力矩和转子旋转运动时的摩擦鼓风阻力矩两部分。一般 说来,摩擦阻力矩取决于多种因素,目前尚无简便而准确的计算方法。

但通过实测得知,摩擦阻力矩所耗功率约为壓縮機轴功率的5%-10%。

用以上方法求取力矩時,關鍵在于需先求得氣體壓力作用于齒面上的軸向分力。

而如前所述,此轴向分力的求取比较繁复。有关计算结果表明,用转子传递90% 以上的转矩,而阴转子只传递10%左右的转矩所以用转子属高速重载转轴,而阴转子属高速轻载转轴。

另外,当用阳转子带动阴转子时,同步齿轮传递的功率通常只有壓縮機轴功率的10% 左右,因此,同步齿轮属高转速和高精度的轻载齿轮。

3.螺杆壓縮機径向力的计算

作用于转子上的径向力,有斜齿轮啮合时产生的径向分力Fge 和气体压力作用于齿面上 的径向分力Fr。

此外.对大型螺杆壓縮機尚需计人转子的自重。斜齿轮啮合时产生的径向分 力F。

转子的自重都比较容易计算,而由于气体压力产生的径向分力的计算,则十分复杂, 需要根据转子型线参数和基元容积内的压力变化规律,利用计算机进行计算。

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