双涡旋齿涡旋盘的动态特性分析及材料选用

2021-09-15张宇波杜建平

机械设计与制造工程 2021年8期

彭斌，薛超, 张宇波，杜建平

(1.兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州 730050) (2.浙江蓝德华燕动力有限公司，浙江绍兴 312369)

涡旋压缩机通过动、静涡旋盘涡旋齿的啮合，形成逐渐减小的容积腔，从而完成气体的压缩过程，其凭借噪声小、振动小、可靠性高等优点，近年来成为国内外学者研究的热点[1]。振动会直接影响涡旋压缩机工作的可靠性，破坏涡旋齿的啮合过程，增加流体的腔间泄漏[2]。为此，刘振全等[3]建立了振动力学模型，得出涡旋压缩机的振动主要由气体的作用力等引起。王珍等[4]研究了振动与噪声信号的关系。樊灵等[5]对压缩机进行了平衡分析，提出了一些新的平衡稳定方案。刘涛等[6]利用倒频谱法和互相关函数理论进行了振动信号实时分析和故障诊断。Lee[7]分析了检测涡旋压缩机的振动情况，为解决压缩机噪声问题提供依据。邬再新等[8]建立了振动信号分析方法。刘涛等[9]对圆渐开线型单涡旋齿结构的涡旋盘啮合进行了无预应力的模态分析，得到其前六阶模态。从现有的文献可知，涡旋压缩机的振动主要由气体的作用力引起，但是尚未有文献对气体力作用下的涡旋盘动态特性进行研究。故本文以双涡旋齿结构的涡旋盘为研究对象，对其进行气体力载荷下的模态分析和谐响应分析，在分析过程中，对比压铸铁与压铸铝两种材料涡旋盘的动态特性，对涡旋盘材料的选用以及后续涡旋压缩机的设计优化具有十分重要的意义。