CN107503938A - 一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法 - Google Patents
一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法，包括有内侧壁本体涡旋形线和外侧壁本体涡旋型线所述内侧壁本体涡旋型线和外侧壁本体涡旋型线的线型均采用圆的渐开线，其尾端部分别设有外侧壁修正型线和内侧壁修正型线，所述外侧壁修正型线和内侧壁修正型线所构成的涡旋齿段的齿壁厚度随着涡旋展角的增加而逐渐减小，外侧壁修正型线与外侧壁本体涡旋型线在外侧壁连接点光滑过渡，内侧壁修正型线与内侧壁本体涡旋型线在内侧壁连接点光滑过渡，其均连续且一阶可导，即相切。本发明是对涡旋型线尾部的一段区域进行了适当修正，避免了涡旋齿间的不连续撞击，有效降低压缩机由碰撞引起的噪声，减小了因碰撞而导致的驱动功率损耗，有效提高压缩机效率。
Description
技术领域：
本发明涉及涡旋压缩机领域，主要涉及一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法。
背景技术：
随着涡旋压缩机日益广泛的应用，以及人们对生活环境要求的提高，使得对压缩机噪声的要求也越来越严格，如何有效降低压缩机噪声已经是一件急需解决的问题。
噪声通常是指发声体做无规则振动时发出的声音，对于涡旋压缩机而言其噪声主要包括机械噪声、电磁噪声、气体噪声及液体噪声等。其中机械噪声由不平衡、滑动摩擦及机械碰撞引起，并通过轴、轴承、壳体向空间传播；电磁噪声由磁场磁通波及电磁不平衡引起，并通过定子、壳体向空间传播；气体噪声由气流脉动、气体缝隙泄漏引起，并通过空气、壳体向空间传播；液体噪声由制冷剂、润滑油射流和气穴引起，并通过液体、壳体向空间传播。
上述噪声中气体噪声以及液体噪声主要与压缩机容量相关，不易处理。电磁噪声由电磁不平衡引起通过设计优化可改善。机械噪声中的不平衡部分通过动平衡合理设计也是可以降低的，滑动摩擦噪声是无法避免的。机械碰撞噪声主要发生在压缩机的泵组件上，即动涡旋盘和定涡旋盘之间，主要部位是动涡旋盘尾部，这是由涡旋型线自身特点以及加工特性造成的，涡旋线具有随着涡旋展角增加曲率半径降低的特点，导致涡旋齿展角越大刚度越低，在机械加工过程中刚度越低则变形量就越大导致加工量不足，俗称让刀现象，让刀现象会导致涡旋齿壁厚增加，涡旋齿尾部为展角最大的点，因此涡旋齿尾部的刚度最小让刀现象最为严重，壁厚最大，导致压缩机运转过程中发生碰撞。
发明内容：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法，主要是对涡旋型线尾部的一段区域进行了适当修正，修正后该段区域涡旋齿壁厚随着展角的增加而减小，弥补加工过程中的让刀现象。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法，包括有内侧壁本体涡旋形线(1)和外侧壁本体涡旋型线(2)，其特征在于：所述内侧壁本体涡旋型线(1)和外侧壁本体涡旋型线(2)的线型均采用圆的渐开线，其尾端部分别设有外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)所构成的涡旋齿段的齿壁厚度随着涡旋展角的增加而逐渐减小，且外侧壁修正型线(3)与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)光滑过渡，连续且一阶可导，即相切，内侧壁修正型线(4)与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)光滑过渡，连续且一阶可导，即相切。
上述方法中，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用圆弧修正方式；
所述的外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的圆弧，其圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小；
所述的内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的圆弧，所述圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小；其通过适当选取修正圆弧的半径，可以实现壁厚变化量的控制。
上述方法中，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用变壁厚涡旋型线方式：
所述内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的变壁厚涡旋型线，
其内侧壁修正型线(4)方程如下：
t∈[α，β]
所述外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的变壁厚涡旋型线，
其外侧壁修正型线(3)方程如下：
t∈[α，β]
上述公式中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为壁厚控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间；通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
上述方法中，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用变节距涡旋型线方式：
所述内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的变节距涡旋型线，
其内侧壁修正型线4方程如下：
t∈[α，β]
所述外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的变节距涡旋型线，
其外侧壁修正型线(3)方程如下：
t∈[α，β]
上述公式中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为节距控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间；通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
所述的内侧壁修正型线(4)、外侧壁修正型线(3)单独使用或同时使用对涡旋型线进行修正。
本发明的优点是：
(1)避免了涡旋齿间的不连续撞击，有效降低压缩机由碰撞引起的噪声；
(2)减小了因碰撞而导致的驱动功率损耗，有效提高压缩机效率。
附图说明：
图1为涡旋形线修正示意图。
图2为涡旋型线修正局部放大图。
图中件号说明：1内侧壁本体涡旋型线，2外侧壁本体涡旋型线，3外侧壁修正型线，4内侧壁修正型线，5外侧壁连接点，6内侧壁连接点。
具体实施方式：
参见附图。
一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法，包括内侧壁本体涡旋形线1、外侧壁本体涡旋型线2、外侧壁修正型线3和内侧壁修正型线4，其特征在于：内侧壁本体涡旋型线1和外侧壁本体涡旋型线2为圆的渐开线，外侧壁修正型线3和内侧壁修正型线4所构成的涡旋齿段的齿壁厚度随着涡旋展角的增加而逐渐减小，外侧壁修正型线3与外侧壁本体涡旋型线2在外侧壁连接点5光滑过渡，连续且一阶可导，即相切，内侧壁修正型线4与内侧壁本体涡旋型线1在内侧壁连接点6光滑过渡，连续且一阶可导，即相切。
实施例一
修正型线采用圆弧修正方式：
优选的，所述外侧壁修正型线3是与外侧壁本体涡旋型线2在外侧壁连接点5处相切的圆弧，所述圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小。
优选的，所述内侧壁修正型线4是与内侧壁本体涡旋型线1在内侧壁连接点6处相切的圆弧，所述圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小。
通过适当选取修正圆弧的半径，可以实现壁厚变化量的控制。
实施例二
修正型线采用变壁厚涡旋型线方式：
优选的，所述内侧壁修正型线4是与内侧壁本体涡旋型线1在内侧壁连接点6处相切的变壁厚涡旋型线，方程如下：
内侧壁修正型线4方程：
t∈[α，β]
其中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为壁厚控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间。
优选的，所述外侧壁修正型线3是与外侧壁本体涡旋型线2在外侧壁连接点5处相切的变壁厚涡旋型线，方程如下：
外侧壁修正型线3方程：
t∈[α，β]
其中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为壁厚控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间。
通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
实施例三
修正型线采用变节距涡旋型线方式：
优选的，所述内侧壁修正型线4是与内侧壁本体涡旋型线1在内侧壁连接点6处相切的变节距涡旋型线，方程如下：
内侧壁修正型线4方程：
t∈[α，β]
其中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为节距控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间。
优选的，所述外侧壁修正型线3是与外侧壁本体涡旋型线2在外侧壁连接点5处相切的变节距涡旋型线，方程如下：
外侧壁修正型线3方程：
t∈[α，β]
其中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为节距控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间。
通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
以上所述实施例的内侧壁修正型线4、外侧壁修正型线3的修正方法即可以单独使用，也可以同时使用对涡旋型线进行修正，所述修正方法仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种涡旋压缩机涡旋型线的设计方法，包括有内侧壁本体涡旋形线(1)和外侧壁本体涡旋型线(2)，其特征在于：所述内侧壁本体涡旋型线(1)和外侧壁本体涡旋型线(2)的线型均采用圆的渐开线，其尾端部分别设有外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)所构成的涡旋齿段的齿壁厚度随着涡旋展角的增加而逐渐减小，且外侧壁修正型线(3)与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)光滑过渡，连续且一阶可导，即相切，内侧壁修正型线(4)与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)光滑过渡，连续且一阶可导，即相切。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机涡旋型线的设计方法,其特征在于：上述方法中，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用圆弧修正方式；
所述的外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的圆弧，其圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小；
所述的内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的圆弧，所述圆弧通过选取适当的半径，使得壁厚随着涡旋展角的增加而变小；其通过适当选取修正圆弧的半径，实现壁厚变化量的控制。
3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机涡旋型线的设计方法,其特征在于：上述方法中，所述的外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用变壁厚涡旋型线方式：
所述内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的变壁厚涡旋型线，
其内侧壁修正型线(4)方程如下：
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所述外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的变壁厚涡旋型线，
其外侧壁修正型线(3)方程如下：
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上述公式中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为壁厚控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间；通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机涡旋型线的设计方法,其特征在于：上述方法中，所述外侧壁修正型线(3)和内侧壁修正型线(4)采用变节距涡旋型线方式：
所述内侧壁修正型线(4)是与内侧壁本体涡旋型线(1)在内侧壁连接点(6)处相切的变节距涡旋型线，
其内侧壁修正型线4方程如下：
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所述外侧壁修正型线(3)是与外侧壁本体涡旋型线(2)在外侧壁连接点(5)处相切的变节距涡旋型线，
其外侧壁修正型线(3)方程如下：
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上述公式中：r为基圆半径，b为本体涡旋型线壁厚因数，k为节距控制量，t为涡旋展角，[α，β]为形线修正区间；通过适当选取系数k可以实现壁厚变化量的控制。
5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机涡旋型线的设计方法,其特征在于：所述的内侧壁修正型线(4)、外侧壁修正型线(3)单独使用或同时使用对涡旋型线进行修正。
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