Получение геометрии винтовой части роторов винтовых компрессоров с использованием систем САПР (стр. 11 )

На рис. 9 (справа) показаны два подобных ротора в зацеплении, каждый из них имеет три участка постоянного шага, которые были заданы посредством графика. На рис. 10 предложено еще одно решение этого вопроса в виде твердотельной модели винтов с плавно изменяемым осевым шагом, заданным аппроксимированной формулой. Профили были рассчитаны обкаткой и построены в системе Pro/ Engineer.

Рисунок 10 - Пример трехмерной твердотельной модели винтов с переменным шагом

5 концепция процесса проектирования

Этап проектирования геометрии винтовой части роторов включает расчет, трехмерное моделирование, оптимизацию конструкции, подготовку рабочих чертежей, создание технологии изготовления и программ для станков с ЧПУ. Эффективное сочетание всех этих функций значительно уменьшает время выхода изделий на рынок.

Построение методики должно начинаться в первом приближении с проработки укрупненных алгоритмов расчета рабочих процессов, происходящих в компрессоре, и организацией обратной связи с геометрическими и конструкционными параметрами. Как было сказано выше, с целью уменьшения энергетических затрат на сжатие необходим предварительный термодинамический расчет для определения и выбора закономерностей изменения объема парных полостей по углу поворота роторов, чтобы максимально сгладить скачки перепада давлений, температур и передаваемой к газу механической энергии.

В качестве исходных данных для расчета ступени винтового компрессора необходимо знать действительную производительность, отнесенную к условиям всасывания, давление нагнетания или степень сжатия, параметры газа в камере всасывания, влажность и род газа для определения его свойств. Для некоторых профилей есть проверенные временем специальные методики для расчета винтов, разработаны унифицированные ряды геометрически подобных профилей. В итоге это позволяет существенно ускорить проектирование винтовых компрессоров, так как некоторые расчетные параметры, такие, как коэффициенты полезного действия, коэффициенты подачи, мощность привода вновь разрабатываемых компрессорных машин, зачастую не определяются, а задаются по результатам испытаний аналогичных машин. На этом шаге необходимо определить теоретическую объемную производительность, основные размеры винтов, полезный объем парной полости, расчет заполняемых объемов, найти мощность, потребляемую компрессором, площадь окон всасывания и нагнетания.