Jäähdytyskompressorin mekaaninen kehitys

Jäähdytyskompressorin kehittämiseen liittyy erilaisia ​​näkökohtia, kuten aerodynaamisia ja termodynaamisia laskelmia, lujuus- ja tärinälaskelmia, rakennesuunnittelua, eri materiaalien valintaa, valmistusprosessin suunnittelua, automaattisen ohjaus- ja säätösuunnittelua sekä käyttötyyppien valintaa. Tärkeimmät vaikeudet sisältävät seuraavat näkökohdat:
Juoksupyörän rakenne:
Roottori, joka on jäähdytyskompressorin liikkuva osa, sisältää siipipyörän ydinkomponenttina. Tällä hetkellä suuret sentrifugivalmistajat sekä kotimaassa että kansainvälisesti käyttävät kolmivirtausmenetelmää juoksupyörän suunnittelussa. Kolmen elementin virtausmenetelmä edellyttää suunnittelijoilta erittäin erikoisosaamista numeerisesta simulaatiosta, laskennallisesta nestedynamiikasta ja nestekoneiston sisäisestä virtauskenttäteoriasta. Suurimmalla osalla kotimaisten yritysten teknisestä henkilöstöstä ei ole tätä ammatillista tietämystä. Tehokkaiden kolmielementtisten juoksupyörien suunnittelu edellyttää yhteistyötä yliopistojen tutkimuslaitosten kanssa.
Juoksupyörien käsittely ja valmistus:
Kolmivirtauksen teorian perusteella suunniteltujen juoksupyörän siipien muoto on yleensä avaruudellisesti kaareva pinta, ja siipien ja juoksupyörien koneistus ja muotoilu ovat valmistuksen avain- ja vaikeita kohtia. Kolmiosaisille juoksupyörille on kaksi yleisesti käytettyä työstömenetelmää:
1. Kolme rungon hitsausmenetelmää: toisin sanoen pyörän levy, terä ja pyörän kansi käsitellään erikseen. Tämä työstömenetelmä vaatii suhteellisen yksinkertaisia ​​laitevaatimuksia, ja pyörän levy ja pyörän suojus tarvitsee vain työstää epäkunnossa. Terän käsittely on monimutkaisempaa. Ensinnäkin terämuotin jyrsimiseen käytetään kolmen koordinaatin työstökonetta. Sitten leikatut terät lämpökäsitellään ja puristetaan halutun terän muodon saamiseksi. Lopuksi terät hitsataan levyyn ja pyörän suojus hitsataan. Tässä tapauksessa tarvittava laitteisto on todennäköisesti kolmen koordinaatin jyrsinkone, lämpökäsittelyuuni, hydraulipuristin ja muut perinteiset laitteet, jotka vaativat suhteellisen vähän investointeja ja sopivat paremmin käynnistykseen.
2. Integroitu jyrsintä: Eli kiekko ja terät jyrsitään yhteen monikoordinaatisella laitteella puoliavoimen juoksupyörän saamiseksi. Häiriöiden välttämiseksi tämän tyyppisten juoksupyörien nykyinen kansainvälinen käsittely suoritetaan enimmäkseen viiden koordinaatin työstökeskuksella. Viiden koordinaatin laite voi maksaa useista miljoonista kymmeniin miljooniin, ja hinta on erittäin korkea. Esimerkkinä 600 mm:n juoksupyörien käsittelystä kotimainen viisiakselinen sänky maksaa noin 3,5 miljoonaa yuania ja maahantuotu viisiakselinen sänky noin 4,8 miljoonaa yuania. Neljän koordinaatin työstökoneella työpöytää pyöritetään ja kallistetaan, kolmiulotteinen siipipyörä voidaan jyrsiä kokonaisuutena neljässä koordinaatissa. Jos terän paksuus on suhteellisen korkea, häiriöongelmat ovat väistämättömiä neljässä koordinaatissa. Neljä koordinaattilaitetta ovat suhteellisen edullisia ja maksavat noin miljoona RMB.
Roottorin kriittisen nopeuden laskenta:
Kriittinen nopeus on tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon roottorin nopeutta suunniteltaessa. Roottorin nopeuden tulee välttää kriittistä nopeutta, ja kriittisen nopeuden laskenta tapahtuu yleensä Proctor-menetelmällä. Markkinoilla on erikoisohjelmistoja kriittisen nopeuden laskemiseen, ja voi myös kehittää omia laskentaohjelmistoja.
Ylijännitesuojajärjestelmän suunnittelu:
Jäähdytyskompressoreiden toimintamekanismin mukaan ylijännite on sentrifugeille luontainen ominaisuus, jota ei voida poistaa, mutta se voidaan välttää tehokkain keinoin. Syynä keskipakojäähdytyskompressoreiden nousuun ovat alhainen virtausnopeus ja korkea lauhdutuspaine. Ylijännite aiheuttaa merkittävää haittaa yksikölle ja vaatii huolellista ylijännitesuojajärjestelmien suunnittelua.
Liukulaakerien suunnittelu:
Kylmäkompressoreissa käytetään yleensä nopeutta lisääviä vaihteita, joiden roottorin nopeudet ovat yleensä yli 5000 rpm, ja käytetään liukulaakereita. Liukulaakereiden suunnittelu on myös keskeinen painopiste sentrifugien kehittämisessä.