喷油双螺杆空气压缩机的设计

【摘要】双螺杆压缩机是一种比较新颖的压缩机，因其可靠性高、操作维修方便、动力平衡性好、适应性强等优点，而广泛地应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。双螺杆压缩机已经超过所有工业压缩机的50 ％，其市场份额超过80 ％，今后其市场份额还将继续扩大。可见，研究双螺杆压缩机具有十分重要的意义。本课题主要是设计通用的喷油双螺杆空气压缩机，采用单边不对称摆线-销齿圆弧型型线，阴、阳转子齿数比为6：4。设计新型转子型线，目的是使接触线长度、泄漏三角形面积和封闭余隙容积3者达到最优化设计，以进一步提高双螺杆压缩机的机械性能。重点研究的是双螺杆压缩机的转子型线设计、几何特性、受力分析、热力学计算。

【关键词】双螺杆压缩机 转子型线 啮合线 齿间容积

The design of twin screw compressor
 [Abstract] The twin-screw compressor is a kind of newly emerging compressor. Because of its high reliability, easy repair, good balance and good adaptability etc, and widely applied to such industrial departments as mine, chemical industry, power, metallurgy, architecture, machinery, refrigeration, etc. By designing the project, the volumetric efficiency is 70%, the compressed temperature is more 80℃。It is very important to design and research a twin-screw compressor in industrial. The project is to design a universal twin-screw air compressor, and to adopt single side asymmetric swept line unilaterally and dowel tooth circular rotor profile. There are six lobes on the female rotor and four lobes on the male rotor. The aim of designing a new rotor profile is to optimize the contact line length, blowhole area and clearance volume. That can improve the mechanical performance of a twin-screw compressor further. The project is mainly to research a twin-screw compressor rotor profile, geometry characteristic, mechanics analysis, thermodynamics calculation

[Keywords] A twin-screw compressor, rotor profile, mesh curve, tooth space volume.


本设计题目来源是自选科研。本课题主要是设计通用的喷油双螺杆空气压缩机。在深刻理解前人研究的理论基础上，在给定设计参数和设计要求的条件下，研究双螺杆压缩机的转子型线、几何特性、工作过程、受力分析及转子的加工，以进一步提高双螺杆压缩机的机械性能。设计新型转子型线，使接触线长度、泄漏三角形面积和封闭余隙容积3者达到最优化。利用自备砂轮修正器的转子专用数控磨床，快速加工出新型线的转子，使转子的精度和表面粗糙度预计超过现有的值。设计吸气孔口的形状和合理位置，来提高压缩机效率。同时，研究型线和孔口配置等因素对噪声的影响指标，从而更有效地降低噪声。通过设计双螺杆压缩机，可以了解双螺杆压缩机的发展历程、研究现状和发展方向；深入理解双螺杆压缩机的基本结构、特点、主要零部件设计选型、主机结构设计和机组系统设计；重点研究的是双螺杆压缩机的转子型线、几何特性、工作过程、受力分析、转子加工和主要设计参数的确定。通过设计，能了解设计的一般要求和规则，能将理论知识与生产实际联系起来。
双螺杆压缩机是一种比较新颖的压缩机，因其可靠性高、操作维修方便、动力平衡性好、适应性强等优点，而广泛地应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占所有容积式压缩机销售总量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%是螺杆压缩机，今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断扩大。可以看出，螺杆压缩机的设计研究在工业生产中具有十分重要的意义。通过本设计，可以充分了解双螺杆压缩机的有关知识，以及如何进一步改善其性能和扩大其应用范围，使双螺杆压缩机能得到更好的发展，为生产和生活服务。可以将所学理论知识与生产实际联系起来，并积累了宝贵的经验，为以后的工作打下了一个坚实的基础。

双螺杆压缩机的基本结构基本结构
通常所称的螺杆压缩机指的是双螺杆压缩机。双螺杆压缩机的发展历程较短，是一种比较新颖的压缩机。
双螺杆压缩机是一种容积式的回转机械。由一对阴、阳螺杆，一个壳体与一对端盖组成。在倒“8”形的气缸中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子，分别称为阴、阳转子。它们和机体之间构成一个“V”字形的一对密封的齿槽空间随着转子的回转而逐渐变小，并且其位置在空间也不断从吸气口向排气口移动，从而完成吸气-压缩-排气的全部过程。
一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称作吸气孔口；另一个供排气用，称作排气孔口。

目    录   17000字
毕业设计(论文)任务书…………………………………………………………………..Ⅰ
开题报告………………………………………………………………………………….Ⅱ
指导教师审查意见……………………………………………………………………….Ⅲ
评阅教师评语…………………………………………………………………………….Ⅳ
答辩会议记录…………………………………………………………………………….Ⅴ
中文摘要………………………………………………………………………………….Ⅵ
外文摘要………………………………………………………………………………….Ⅶ
前言…………………………………………………………………………………. ….1
1选题背景……………………………………………………………………………. ….3
1.1研究双螺杆压缩机的目的和意义……………………………………………3
1.2双螺杆压缩机的特点和应用前景……………………………………………3
1.3国内外双螺杆压缩机研究的进展……………………………………………5
1.4双螺杆压缩机基本结构和工作原理…………………………………………6
2双螺杆压缩机的转子型线设计……………………………………………………. ….9
2.1转子型线设计原则……………………………………………………………9
2.2型线方程和啮合线方程………………………………………………………10
2.3单边不对称摆线-销齿圆弧型线………………………………………… … 10
3双螺杆压缩机螺杆尺寸的确定……………………………………………………. …23
4几何特性……………………………………………………………………………. …23
4.1齿间面积和面积利用系数……………………………………………………23
4.2齿间容积及其变化过程………………………………………………………24
4.3扭角系数及内容积比…………………………………………………………27
5双螺杆压缩机的热力学计算……………………………………………………. …28
5.1内压力比………………………………………………………………………28
5.2容积流量及容积效率…………………………………………………………28
5.3轴功率…………………………………………………………………………29
5.4电动机功率……………………………………………………………………31
5.5电功率…………………………………………………………………………31
6双螺杆压缩机的结构设计……………………………………………………………31
7双螺杆压缩机的力学计算……………………………………………………………31
7.1径向力的计算…………………………………………………………………32
7.2轴承支反力的计算……………………………………………………………34
7.3轴向力的计算…………………………………………………………………34
8双螺杆压缩机的吸、排气孔口设计…………………………………………………35
8.1吸气孔口………………………………………………………………………36
8.2排气孔口………………………………………………………………………37
9主要零部件设计和选材……………………………………………………………. .38
10双螺杆压缩机压力脉动计算………………………………………………………39
结束语………………………………………………………………………………. …43
参考文献…………………………………………………………………………. …. .44
附录………………………………………………………………………………. …. .Ⅸ