无油润滑涡旋压缩机转子振动及涡盘端面摩擦特性研究

摘要

涡旋压缩机作为一种新型容积式压缩机，具有结构简单紧凑、效率高、噪声低、气流脉动小、运行平稳等优点，目前已在制冷、空调等领域得到了广泛关注和快速发展。由于涡旋压缩机独特的结构特点及运转方式，其工作时会产生转子振动和涡盘摩擦等现象，为研究涡旋压缩机工作时的运动特性，本文根据曲柄销防自转机构涡旋压缩机的具体结构和工作原理，通过理论建模和分析设计了一种运用传感器、虚拟仪器（LabVIEW）及计算机等组成的涡旋压缩机运动特性参数测试试验装置。
　　本文首先基于涡旋压缩机的几何理论对涡旋型线及动涡盘受力情况进行了建模分析，并根据机械设计学原理，在此基础上设计了本试验装置，详细分析了装置各机构的选取与设计，并通过对转子建立力学模型、进行有限元分析和强度校核，得知该试验装置能准确反映出实际压缩机转子的动力特性。然后对该装置测试系统的传感器、信号调理、数据采集卡及计算机等硬件选取进行了详细的分析介绍。最后采用结构化设计和模块化编程对该装置测试系统进行软件编程和信号分析，主要包括对曲轴转子和曲柄销的振动、动静涡盘接触端面摩擦力、动静涡盘端面摩擦温度测试模块的编程和分析。
　　结果表明，该试验平台实现了对涡旋压缩机各参数信号的采集、处理、显示和存储等功能，从而可对转子运动状态、涡盘摩擦力大小及涡盘温度状况进行实时监测，并为涡旋压缩机在实际运行工况下的特性参数提供理论参考和依据，对预防机器故障和故障诊断有着重要的理论意义和实际意义。相比于传统的信号采集系统，运用传感器和虚拟仪器构成的涡旋压缩机转子振动及涡盘端面摩擦测试系统具有测量精度高、自动化程度高及成本低廉、便于维护等优点。

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第1章 绪论

1.1涡旋压缩机的发展历程

1.2涡旋压缩机的研究热点

1.3课题来源与意义

1.4课题的研究内容及创新点

1.5本章小结

第2章 涡旋压缩机的几何学及力学分析

2.1涡旋压缩机的结构和工作原理

2.2涡旋压缩机的几何理论

2.3涡旋压缩机动静涡盘的力学分析

2.4本章小结

第3章 试验装置的设计与建立

3.1试验装置的设计思路与构建

3.2电动机的选择

3.3变频器的选择

3.4联轴器的选择

3.5轴承的选择

3.6主、副平衡铁的设计

3.7曲轴转子的设计

3.8小曲拐防自转机构

3.9动静涡盘的设计

3.10砝码的设计

3.11本章小结

第4章 无油润滑涡旋压缩机测试系统的硬件设计

4.1测试系统硬件设计的总体思路

4.2传感器的选择

4.3信号调理

4.4数据采集卡

4.5本章小结

第5章 无油润滑涡旋压缩机测试系统的软件设计

5.1 LabVIEW概述

5.2测试系统软件设计的总体思路

5.3测试系统软件设计

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所发表的学术论文