Основное уравнение спиральных механизмов с окружной орбитой

Для окружной орбиты шаг t связан с эксцентриситетоми толщиной ребраспирали следующими зависимостями.

Эти зависимости являются основными уравнениями спиральных механизмов с окружной орбитой взаимно огибаемых спиралей. Они устанавливают связь между эксцентриситетом, толщиной ребра и основной окружностью спиралей.

Кривая Архимеда образуется точкой при качении без проскальзывания прямойNK по основной окружности . Уравнение аналитической кривой в полярной системе координат имеет вид (Рисунок 74).

где - радиус-вектор;- полярный угол.

Точка касания линии с основной окружностью-точкойP-является мгновенным полюсом скоростей. Через полюс проходит нормаль к спирали в точке. Продолжение этой нормали до точки- представляет собой нормаль ко второй, внешней ветви спирали. Это важное отличие спирали Архимеда от эвольвенты.

Рисунок 74 – Расчет СПК со спиралями Архимеда

32 Некоторые практические рекомендации по расчету производительности спиральных компрессоров

Из теплового расчета компрессора и цикла холодильной машины определяют действительную объемную производительность (она может быть также и задана).

Приняв коэффициент подачи компрессора (Рисунок 75 и 76), найдем теоретическую объемную производительность:

Затем выбирают частоту вращения ротора (двигателя) , после чего определяют объем парных ячеек за один оборот вала ротора,,

Пользуясь тем, что коэффициент подачи в лучшем случае практически выбирают с точностью до 1%, то можно рекомендовать формулу для определения суммарного (общего) полезного объема двух ячеек за один оборот вала.

Рисунок 75 – Объемные и энергетические характеристики сальникового горизонтального одноступенчатого СПК при работе на R22 с двухзаходной ПСП

Рисунок 76 – Сравнительные характеристики компрессоров

1-СПК; 2-с катящимся ротором; 3-поршневого при работе на R12 в режиме кондиционера: , .

где для спирали Архимеда.

угол закрутки спирали маслозаполненного СПК .

Далее выбирают эксцентриситет в зависимости от числа оборотов и рода газа, и толщину ребра спиралимм в зависимости от материала спиралей и перепада давлений между ячейками. После этого определяют шаг спирали и высоту ребра по формулам:

где ивыражены в сантиметрах.

Практикой рекомендовано придерживаться соотношений (большее значение - при большом значении объема парных ячеек и для черных металлов материала спиралей, меньшие значения- для пластмасс или СПК небольшой производительности).

Если указанное соотношение не выдерживается, то меняют илии расчет повторяют вновь.

32.1 Силы, действующие в спиральном компрессоре

Силы, действующие в спиральном компрессоре по характеру разнообразны: динамические, статические, механического трения.

Силами трения газа о детали обычно пренебрегают, за исключением трения (сопротивления движению) уравновешивающего диска (противовеса) о рабочее вещество в картере компрессора.

На подвижную спираль действуют значительные газовые силы - поперечные и осевые, центробежные силы, а также силы трения ПСП в эксцентрике и упорном подшипнике.

Центробежные силы и поперечные газовые, направленные перпендикулярно к оси вала и вращающиеся вместе с ПСП, должны быть уравновешены противовесом. Поскольку ПСП свободно опирается на опоры (эксцентриковый подшипник и осевой упорный), то поперечные силы - газовые и центробежные – стремятся опрокинуть ПСП. Опрокидывающему моменту должен быть противопоставлен другой момент – момент устойчивости. Его создают осевые газовые силы, действующие на ту же ПСП. При установившемся режиме работы компрессора период изменения сил и моментов определяется одним орбитальным оборотом ПСП.

На рисунке 77 показано одно из положений ПСП в процессе работы. Внутренние ячейки ПСП в этот момент соединены с камерой нагнетания, где давление газа равно давлению нагнетания. Давление газа во внешних ячейках будет несколько ниже, но выше давления всасывания.

Рисунок 77 – Схема действия газовых (индекс”Г”) и центробежных (индекс”Ц”) сил: суммарное значение поперечных сил исоответственно; суммарная осевая силанаправлена по нормали к опорной поверхности платформы ПСП.