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高壓十字滑塊壓縮機(jī)的研究及實(shí)際應(yīng)用

、新型無連桿壓縮機(jī)（十字滑塊壓縮機(jī)）的研發(fā)，該壓縮機(jī)在制冷空調(diào)、天然氣等方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 2、空調(diào)制冷方面的研究工作，尤其善長大型集中式空調(diào)機(jī)組及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算和自動(dòng)控制等方面的工作。項(xiàng)目概況十字滑塊壓縮機(jī)的研究在我國開始于九十年代中期，雖然起步較晚，但也取得了一定的成果，本人深入分析了這種壓縮機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其動(dòng)力特性，設(shè)計(jì)開發(fā)出國內(nèi)第一臺(tái)無油十字滑塊壓縮機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)，針對十字滑塊壓縮機(jī)開發(fā)中存在的問題,進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究，提出采用聚醚醚酮(PEEK)材料的直線滑動(dòng)軸承代替直線滾動(dòng)軸承，并針對影響PEEK摩擦副壽命的兩個(gè)主要因素:摩擦副表面溫度、工作載荷,采用有限元法對十字壓縮機(jī)滑道體變形進(jìn)行了分析,建立了滑道體二維計(jì)算模型,建立了滑道-滑塊副表面溫度計(jì)算模型,給出了工作載荷的計(jì)算式。依據(jù)所取得的理論和實(shí)驗(yàn)成果，在高壓有油十字滑塊壓縮機(jī)的實(shí)際應(yīng)用方面已經(jīng)取得了一定的成果，如2005～2007年與安瑞科（蚌埠）壓縮機(jī)有限公司合作開發(fā)H型滑塊式空氣壓縮機(jī)，排氣壓力35MPa,排氣量為66 m3/h。該機(jī)器運(yùn)行良好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，已作為定型產(chǎn)品。另外，我們還在高壓無油十字滑塊壓縮機(jī)方面做了大量的理論和試驗(yàn)工作，也取得了一定的成果。今后擬在高壓有油十字滑塊壓縮機(jī)的推廣應(yīng)用及高壓無油十字滑塊壓縮機(jī)的研發(fā)方面尋求合作伙伴。、新型無連桿壓縮機(jī)（十字滑塊壓縮機(jī)）的研發(fā)，該壓縮機(jī)在制冷空調(diào)、天然氣等方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 2、空調(diào)制冷方面的研究工作，尤其善長大型集中式空調(diào)機(jī)組及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算和自動(dòng)控制等方面的工作。在滑塊壓縮機(jī)中，將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，是以正弦機(jī)構(gòu)原理工作的，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：①振動(dòng)小，工藝性好。如上圖所示，四個(gè)氣缸共面使壓縮機(jī)工作中產(chǎn)生的往復(fù)慣性力為定值，方向始終指向曲柄，因而可用兩個(gè)平衡塊精確地加以消除，使壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)小噪聲低。四個(gè)活塞呈十字形處于同一平面內(nèi)，加工時(shí)易于保證四個(gè)氣缸孔的相互位置精度。②結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。裝配好的框架-活塞組件在其軸向處于自由狀態(tài)，靠每一對活塞在氣缸中自動(dòng)對中定位，運(yùn)動(dòng)阻力小。由于沒有連桿，滑塊沿著滑道可以自由移動(dòng)，故側(cè)向力也很小；加之曲軸與電機(jī)軸合為一體，因而結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高。③由于這種壓縮機(jī)的吸氣閥可以位于活塞頂部，氣體從活塞內(nèi)部的吸氣通道經(jīng)氣閥直接進(jìn)入氣缸，而排氣閥則位于氣缸蓋上，故吸氣預(yù)熱少，進(jìn)一步提高了壓縮機(jī)的效率，吸氣閥的開閉靠活塞運(yùn)動(dòng)的慣性力完成，不受閥腔內(nèi)氣流脈動(dòng)影響，轉(zhuǎn)速變化范圍廣，并且低速性能良好，可得到較高的容積效率，很適于采用變頻調(diào)速來調(diào)節(jié)氣量。滑塊壓縮機(jī)的發(fā)展也是隨著各個(gè)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而逐步走向成熟。目前，在從微型、中壓、有油壓縮機(jī)發(fā)展為小型、高壓、無油壓縮機(jī)的發(fā)展過程中，更應(yīng)對上述諸問題作深層次的研究，以期此種新型壓縮機(jī)早日在我國獲得開發(fā)應(yīng)用。市場前景十字滑塊壓縮機(jī)雖具有上述的優(yōu)點(diǎn)，但要真正成為產(chǎn)品，必需解決諸如滑塊-滑道副、滑塊-曲柄銷副的摩擦磨損及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)受力、受熱變形等一系列問題。解決好以上問題要涉及到摩擦學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)及機(jī)械加工工藝學(xué)等許多跨學(xué)科的專門知識(shí)，并且有些問題的解決，還有待于新材料、新工藝的出現(xiàn)。因此，十字滑塊壓縮機(jī)的發(fā)展也是隨著各個(gè)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而逐步走向成熟。目前，在從微型、中壓、有油壓縮機(jī)發(fā)展為小型、高壓、無油壓縮機(jī)的發(fā)展過程中，更應(yīng)對上述諸問題作深層次的研究。該壓縮機(jī)在航空、航天、艦船、天然氣開發(fā)利用等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

南京工程學(xué)院 2021-04-13

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