[发明专利]一种涡旋机械单盘双级型线结构设计方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设计与加工领域，具体涉及一种涡旋机械单盘双级结构设计方法。

背景技术

在涡旋机械运行过程中，过高的排气温度会导致涡盘受热过度膨胀，从而影响机器的使用寿命和可靠性。目前，市场上大多以风冷或者水冷的方式对涡旋盘进行散热，以此提高机器性能；为获得高压气体，设计者们往往会把涡旋机械由单级压缩改为双级压缩和中间冷却，以降低排气温度和功耗，但目前市面上还没有在单对涡盘上实现两级压缩结构的涡旋机械。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种涡旋机械单盘双级结构设计方法，可实现获得高压气体，降低涡旋机械排气温度，减少功耗，提高涡旋机械使用寿命和可靠性。

为了解决本发明的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种涡旋机械单盘双级结构设计方法，包括动涡盘修正型线、定涡盘修正型线，所述动涡盘修正型线由圆渐开线涡旋齿截断组成，所述定涡盘修正型线由相邻圆渐开线涡旋齿隔断组成，包括下列步骤：

步骤一：定涡盘型线隔断修正；

作圆r₂与定涡盘外螺线相交于点A，在点A作定涡盘外螺线的垂线过定涡盘内螺线相交于点B，过点A、B作圆弧AB，圆弧AB为定涡盘二级压缩进气端螺线修正；类似地，作圆r₃与定涡盘外螺线相较于点C，同样作垂线过定涡盘内螺线相交于点D，作出圆弧CD，圆弧CD为定涡盘一级压缩排气端螺线修正；定涡盘螺线的最终展角为则在定涡盘外螺线处，存在点E，过点E作圆弧EF，圆弧EF为一级压缩变齿高处的定涡盘圆弧修正；圆弧AB、CD、EF均为半圆，且半径均为

步骤二：动涡盘型线截断修正；

作圆r₁与动涡盘外螺线相较于点B₁，在点B₁作垂线过动涡盘内螺线相交于点A₁，过点A₁、B₁作半圆弧A₁B₁，半圆弧A₁B₁为动涡盘二级压缩齿末端螺线修正；延长线段A₁B₁交定涡盘内外螺线于点A₂、B₂，线段A₂B₂与线段AB之间的距离大于预留放置进气口的位置，保证气体充分进气。定涡盘线段CD交动涡盘内外螺线于点C₁、D₁，过点C₁、D₁作半圆弧C₁D₁，半圆弧C₁D₁为动涡盘一级压缩齿始端螺线修正，保证压缩机在正常工作过程中，圆弧C₁D₁端的动涡盘齿与定涡盘齿的圆弧CD完全啮合。定涡盘线段EF交动涡盘内外螺线于点E₁、F₁，过点E₁、F₁作半圆弧E₁F₁，半圆弧E₁F₁为动涡盘一级压缩变齿高处的动涡盘圆弧修正；

采用的方程如下：

(1)圆渐开线部分，展角

定涡盘螺线方程：

内螺线：

外螺线：

动涡盘螺线方程：

内螺线：

外螺线：

其中，R_b为基圆半径，为型线展开角，α为型线发生角；

(2)大圆弧部分

修正圆弧AB展角：半径：

其中k₁为点A处型线圈数，为整数；

修正圆弧AB方程为：

修正圆弧CD展角：半径：

其中k₂为点C处型线圈数，为整数；

修正圆弧CD方程为：

修正圆弧EF展角：半径：

其中k₃为点F处型线圈数，为整数；

修正圆弧EF方程为：

其中，为型线最终展角，Pt为节距，t为齿厚。