螺杆压缩机转子反向设计与动力学仿真

针对传统的双螺杆压缩机转子型线的正向设计方法,计算过程繁琐复杂,且无法预判型线综合性能的问题,在深入研究啮合线与转子型线间关系的基础上,提出一种反向设计方法:通过设计啮合线反求获得阴阳转子型线。建立反向设计时阴阳转子的坐标转换关系,基于啮合原理推导反向设计阴阳转子型线的具体过程,分别以几种典型曲线作为啮合线段反求阴阳转子型线方程。在GHH型线的研究基础上,自行设计了一条啮合线,反向推导计算出一对阴阳转子型线进行流体分析并与GHH型线对比,发现该反向设计转子型线与GHH型线性能接近。结合实验结果表明,反向设计方法可有效应用于螺杆转子型线设计。     

异向啮合型双螺杆捏合机转子型线演化及其混合性能

针对当前各种不同类型异向啮合型双螺杆捏合机转子型线数学模型表达不一、性能优化及对比困难等问题,建立异向啮合型双螺杆捏合机转子型线设计的统一数学模型,改变阴阳转子头数及其他设计参数,演化得到包括目前常用异向啮合型螺杆转子在内的多种转子端面型线;采用粒子示踪法对几种不同典型螺杆转子流道中的动态混合过程进行研究,对表征螺杆混合性能包括分布性混合和分散性混合的参数指标,如停留时间分布密度函数、分离尺度、拉伸速率、剪切速率等进行对比分析。研究结果表明:差速啮合型双螺杆捏合机分布性混合能力优于传统异向等速啮合型双螺杆捏合机,传统异向等速啮合型双螺杆捏合机分散性混合能力优于差速双螺杆捏合机。研究结果可为双螺杆捏合机螺杆转子的型线选择以及性能优化提供数据依据。     

双螺杆压缩机转子啮合线与型线关系研究

从双螺杆压缩机转子啮合线出发,详细介绍了啮合线法,利用啮合关系与型线坐标转换关系推导出阴阳转子型线的方法。给出了啮合线法中的连续性要求并提供了相应的求解步骤,解决了啮合线法设计转子型线过程中的连续性问题。研究了啮合线的3个关键控制点,并总结了其位置变化对转子型线（阴阳转子的齿心角、齿厚以及齿间面积）的影响。最后利用啮合线法设计了一条新型线,并演示了通过改变关键控制点位置的方法提高了新型线排量的方法,提高了设计效率。     

基于综合性能与控制点的转子啮合线分段寻优

采用反向设计方法(啮合线法)对双螺杆压缩机转子型线设计研究。推导出能表征双螺杆压缩机综合性能的表达式，为灵活设计，将NURBS引入螺杆转子啮合线的设计研究中，在已知基本参数条件下，对啮合线的基点进行确定。根据基点啮合线进行分段。基于NURBS控制点具有局部控制的机制，以综合性能指标为寻优函数，对分段的啮合线进行寻优反向设计转子型线。     

NURBS螺杆转子啮合线设计方法的研究

螺杆压缩机转子型线设计和优化过程中,组成曲线段的类型众多,方程各异且多变,计算过程复杂.为了实现转子型线的简捷设计,提高设计效率,提出一种将NURBS曲线引入螺杆转子啮合线设计的新方法.首先对典型的曲线类型进行分析和总结,推导出适用于各曲线类型的统一表达式;然后对啮合线各段进行插值拟合,并推导高阶连续曲线拼接算法,解决了分段NURBS曲线在公共端点处的连续问题,实现了啮合线在节点区间内无限可微;最后以复盛型线为例,生成由一段式NURBS高阶连续表达的啮合线,计算其曲率变化,并对其转子型线做动力学分析.结果显示转子型线的光顺性和传动性能均得到显著提升,验证了该方法的可行性与高效性,还极大地简化了计算过程.     

基于自由曲线的螺杆转子型线的正反向设计

针对传统的双螺杆压缩机转子型线设计过程中,设计参数反复调节和确定的过程复杂以及整个设计周期长且无法预判修改结果的问题,提出了以自由曲线为组成曲线的两种型线设计方法:一种以正向的思路通过定义一条转子型线再得到另一条转子型线;另一种以逆向的思路通过啮合线得到阴阳转子型线。将自由曲线应用到型线设计中,能够灵活地对曲线进行调整。最后,以此理论为基础开发了一个转子型线的设计系统。     

B样条在螺杆转子型线反向设计方法中的应用

鉴于啮合线与转子型线的一一对应关系,且其能够反映出转子型线的某些重要性能参数,针对传统的"转子法"和"齿条法"设计方法的不足,采用从啮合线推导双螺杆压缩机阴、阳转子型线的啮合线法,并将B样条曲线作为啮合线的组成曲线,实现对转子齿形的局部快捷调整,更加方便控制啮合线的形状。在现有转子型线的基础上,基于B样条曲线设计了一条啮合线,反推出阴阳转子型线,对最终得到的转子型线在不同工况下进行CFD模拟计算,分析其内部流场特性,与传统设计结果进行对比研究,最后通过实验有效验证了模拟结果的可靠性,进一步为双螺杆压缩机的可靠性设计提供了一种新的设计手段。     

基于流体仿真的双螺杆压缩机转子型线研究

阴阳转子型线设计时存在参数修改频繁、性能实验搭建不便等问题,影响了转子型线设计效率的提高,针对以上问题,提出将 NURBS曲线和流体仿真技术应用于双螺杆压缩机转子型线设计中的新思路。以单边不对称摆线-销齿圆弧式转子型线为研究对象,开发了新型双螺杆转子型线。应用NURBS曲线构建了螺杆转子的齿廓线;建立了双螺杆压缩机原型线与新型线流场仿真模型,运用Fluent软件模拟了其在工作转速下压强与流速的分布规律。由仿真结果对新型线设计的合理性进行了预判,并为新型线的改进优化直至获得性能优良的双螺杆压缩机阴阳转子提供了参考依据。     

基于积累弦长三次样条函数的螺杆齿槽容积计算

针对螺杆压缩机转子型线优化设计及压缩机工作过程仿真的需要，采用积累弦长三次样条函数的型线设计方法，分别建立了阴阳转子型线的参数化方程，并在此基础上建立了螺杆齿槽容积的计算模型，通过一个具体的算例，对齿槽容积随转角变化进行了计算。     

双螺杆压缩机多头变螺距螺杆转子数字化建模研究

针对多头变螺距螺杆转子设计过程复杂而导致加工难度高的问题,以双螺杆压缩机阴阳转子为研究对象,基于齿轮啮合原理建立由圆弧及其包络线构成的一阶连续多头转子型线。同时提出一种二阶连续的部分渐变式变螺距圆柱螺旋线,并借助拉格朗日型埃尔米特插值理论得到参数方程。通过编程得到包含转子表面三维点坐标的点云文件,应用Origin软件建立阴阳转子三维数学模型,验证编程的正确性。这一模型可以作为双螺杆压缩机多头变螺距螺杆转子设计的理论参考。     

双螺杆真空泵新型变速螺线型转子的研究

针对现有渐开线型螺杆转子存在尖点与泄漏通道的问题,提出一种新型变速螺线型螺杆转子。基于螺线理论和啮合原理,建立了变速螺线构建理论,推导了型线方程,研究了不同旋转角函数对变速螺线生成过程和截面面积利用率的影响。通过解析求解和受力模拟,对比了现有的和所提出的两种转子的性能,结果表明:变速螺线型螺杆转子具有较好的啮合特性,连续光滑的空间接触线,齿根处应力分布平缓;并且变速螺线型螺杆转子有较好的级间密封效果和受力特性。     

双螺杆压缩机转子反向设计及动力学仿真研究

双螺杆压缩机作为一种应用范围较广的机械,其关键部件即为一对相互mesh的螺杆转子。mesh线即为阴阳转子mesh状态下的基础轨迹,它和转子型线具有内在的联动性,会影响压缩机的基本能力。现阶段,对转子型线的设计大多采用正向设计方法。为简化计算,将以双螺杆压缩机转子反向设计及动力学仿真研究作为切入点,在此基础上予以深入的探究。     

螺杆转子齿形中圆弧—圆弧包络线啮合副的研究

圆弧-圆弧包络线是螺杆转子中应用最广泛的基本组成段。阐述了圆弧-圆弧包络线的生成原理,分别采用几何法和基于齿廓法线法的解析法,推导出圆弧-圆弧包络线啮合副的型线方程及其啮合线方程,并以SRM圆弧对称齿形、SRM-D齿形等为例,展示了各种圆弧-圆弧包络线啮合副的典型组合及其改进过程,为转子型线的后续演化提供参考。     

螺杆转子齿形及其滚刀齿形的设计

一、辅助型线本文将齿轮啮合原理应用到螺杆齿形的设计中,按照奥利弗(Oliver)原理,若螺杆压缩机的两个转子齿形均能与同一辅助型线共轭。则当这两转子啮合时,其齿面必将共轭。辅助型线示于图1。     

基于属性拓扑的螺杆转子型线分析

螺杆转子是螺杆压缩机性能提升的关键零部件,以经典型线为基础设计新型线具有很高的工程价值。通过引入属性拓扑及其相关理论,定量且可视化地分析了八种优异型线的啮合对之间的异同和因果关系。得出"摆线-点"啮合对的应用范围最广,"圆弧"类啮合对综合效果最优,"椭圆"类啮合对是由"摆线-点"和"圆弧"类啮合对发展而来。由此发现,将优化后的啮合对作为一个元素,在转子啮合路径上设计不同的排列组合,最后赋予大小不等的长度便可生成新一代型线。     

双螺杆压缩机阴阳转子型线设计系统的开发研究

基于Microsoft Visual 2010及其中的MFC模块,结合OpenGL的图形显示功能,在对前人的设计思想进行开拓创新的基础上,设计了一套双螺杆压缩机阴阳转子型线设计系统(TSD)。该设计系统主要包括正向设计和反向设计2个设计模块,分别对应于螺杆转子型线的正向设计和反向设计方法,以及典型型线设计模块——主要用于列举显示出已有的成熟典型转子型线数据;同时为正向设计和反向设计模块添加了B样条曲线设计方式,丰富了转子曲线的设计类型。该系统具有实时显示、数据修改、数据导入与导出、图形缩放与平移等人机交互性很强的实用功能。最后基于该TSD系统进行了转子型线的设计验证,结果表明本文开发的TSD系统完全可行,可用于指导双螺杆压缩机转子型线的开发设计。     

螺杆压缩机转子型线设计方法

采用齿廓法线法,逐步演示螺杆压缩机转子型线的设计过程,并对复盛型线进行详细推导,验证了齿廓法线法在螺杆转子型线设计中的可靠便捷,从而得到了优于以往解析包络法的型线设计方法。     

干式双螺杆空压机气动噪声优化设计

目前国内外干式双螺杆压缩机大多数直接采用了喷油螺杆压缩机的型线，一般通过改变齿数比，适应干式螺杆压缩机低压比和大气量的需求。通过对干式双螺杆空压机型线开展优化设计，将螺杆压缩机型线中瞬时啮合的曲线变为逐点啮合的曲线，避免压缩机螺杆齿面啮合的泵吸作用，从而降低压缩机气动噪声，改善压缩机运行环境。     

螺杆压缩机转子型线的优化设计

设计了一种新型螺杆压缩机转子型线，利用Hpms型线处理软件，对设计的转子型线进行优化处理，以适合于转子的磨削加工。通过对加工出的转子型线进行检测和分析。表明转子型线的优化设计是成功的，达到了设计要求。     

螺杆压缩机转子型线普遍方程组与计算机辅助设计

在综合分析螺杆压缩机转子常用型线方程及其共轭关系的基础上，提出了型线普遍方程、通用拟合方程、共轭型线与啮合线方程，并利用该组方程及配套的软件包，对ＪＢ、ＳＲＭ、ＨＺ－３等齿形进行了实例设计，绘制了相应的图形。