滚动转子式压缩机活塞异常磨损的研究

摘要

本研究首先介绍了压缩机的结构明细和工作原理,以及各部件与活塞的相互作用关系。指出了活塞的关键作用是为了保证滑片和曲轴之间不至于摩损量过大,而设置的缓冲部件。活塞围绕着曲轴偏心部自由旋转,以减缓滑片先端的摩损。
　　其次,介绍了滚动转子式压缩机的结构,从运动学和动力学两方面进行理论分析,系统描绘和建立出活塞-滑片系统的整个运动和受力状态的理论计算模型。通过活塞的受力状态分析,确定了影响活塞运动的各个关键力和力矩。指出了活塞是否产生异常磨损的关键在于活塞的自转速度和自转角度,以及影响活塞自转的四个作用力矩:滑片-活塞,气缸-活塞,曲轴偏心部-活塞,缸盖-活塞。并以典型机型A为例,对各个输出结果进行计算,得出活塞受力和运动状态随曲轴转角的变化情况。指出影响活塞自转的四个摩擦力矩中,曲轴偏心部对活塞的摩擦力矩 pM和滑片对活塞的摩擦力矩起到关键作用。并通过理论分析得出结论:影响主动力矩的相关因子是接触高度、偏心间隙、活塞内半径等,需要针对不同产品进行适应性设计。
　　然后,针对活塞-滑片线接触重载荷条件,从弹性流利润滑的角度分析,得出活塞-滑片间局部影响因子:活塞材料和滑片先端半径。并分析得出扩大滑片先端半径,可以明显降低最大接触力,从而降低摩擦系数的结论。然后通过摩擦试验,对于不同材料、不同接触应力、不同速度、不同接触半径的条件下进行摩擦系数对比研究,得出结论:接触应力增加对摩擦系数增加的作用远大于速度增加的作用,增大接触半径可有效降低摩擦系数。最后在压缩机实际寿命试验中尝试实施变更曲轴偏心部结构,活塞滑片先端半径和活塞材料的方案来改善活塞的异常磨损,取得了良好的效果,成功解决了多起活塞异常磨损的问题,做到了根源分析和解决的目的,再次验证了研究的合理性。
　　本研究对于活塞-滑片间的动力学、运动学、润滑方面均建立了模型,并进行了理论计算和试验研究,并得出滚动转子式压缩机活塞异常磨损的系统分析模型。为滚动转子式压缩机的开发和问题的解决,提供了一整套的理论和试验基础,奠定了滚动转子式压缩机活塞-滑片磨损进一步研究的基础。

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第一章 绪论

1.1 研究的背景

1.2 国内外相关研究综述

1.3 研究内容和意义

第二章 活塞、滑片运动学和动力学分析

2.1滚动转子压缩机的结构和工作原理

2.2 活塞-滑片的动力学分析

2.3 活塞-滑片的运动学分析

2.4 本章小结

第三章 活塞-滑片磨损分析和试验研究

3.1 活塞-滑片间局部应力和油膜厚度分析

3.2 活塞-滑片磨损试验机

3.3 活塞-滑片异常磨损的摩擦试验研究

3.4 压缩机长期寿命活塞异常磨损的改善

3.5 本章小结

第四章 结论与研究展望

4.1 结论

4.2 研究展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与研究成果

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