基于分形理論的無油潤滑渦旋壓縮機(jī)端面摩擦問題研究.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)是一種新型高效的容積式壓縮機(jī),具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低等特點(diǎn),其應(yīng)用范圍目前已從空調(diào)制冷向醫(yī)藥、食品、燃料電池等需求無油污染的潔凈壓縮氣體的領(lǐng)域拓展。由于渦旋壓縮機(jī)特定的運(yùn)動(dòng)方式,存在較多摩擦副,其摩擦損耗在很大程度上影響著渦旋壓縮機(jī)的效率和性能。摩擦副的表面形貌對(duì)壓縮機(jī)的性能和摩擦副相互作用表面間的摩擦、磨損、混合潤滑特性及接觸剛度等都具有很大的影響。摩擦力和摩擦因數(shù)則是反映摩擦副摩擦磨損行為的重要參數(shù),所以,對(duì)摩擦副

2、材料初始表面形貌與其摩擦信號(hào)相關(guān)性的研究,將對(duì)零件的加工過程、質(zhì)量控制以及提高零件的使用性能等具有重要的意義。無油潤滑渦旋壓縮機(jī)摩擦副摩擦特性不僅與壓縮機(jī)運(yùn)行工況、負(fù)載有關(guān),而且還與摩擦副對(duì)偶材料、表面初始特性以及運(yùn)行過程中摩擦副端面分形特征有關(guān),因此通過對(duì)摩擦副端面微觀接觸和受力分析,建立摩擦力數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)渦旋壓縮機(jī)摩擦學(xué)系統(tǒng)的摩擦行為,可為壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)特性分析和理論設(shè)計(jì)提供參考。
　　 本研究基于摩擦學(xué)和分形理論,通過試驗(yàn)

3、對(duì)自潤滑材料聚醚醚酮PEEK、聚酰亞胺PI、聚醚砜PES與渦旋壓縮機(jī)常用材料球墨鑄鐵QT對(duì)磨的摩擦性能進(jìn)行了研究,并選用不同初始表面的PEEK,在觸針式表面輪廓儀上對(duì)初始表面輪廓進(jìn)行采集,在JSM-5600LV掃描電子顯微鏡下觀察其表面形貌,在UMT-3MT摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行PEEK/QT摩擦副試樣試驗(yàn)。運(yùn)用分形理論對(duì)表面形貌及摩擦信號(hào)進(jìn)行分形表征,并對(duì)PEEK初始表面形貌與其摩擦信號(hào)相關(guān)性進(jìn)行研究。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合M-B分形模型和滑

4、動(dòng)摩擦力分形預(yù)測(cè)模型,依據(jù)無油潤滑渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式及受力特點(diǎn),在分析動(dòng)靜渦旋摩擦副端面微觀接觸狀態(tài)及微觀接觸受力情況的基礎(chǔ)上,建立了無油潤滑渦旋壓縮機(jī)動(dòng)靜渦旋端面摩擦副的摩擦力分形預(yù)測(cè)模型,并通過實(shí)例計(jì)算,對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證與分析。結(jié)果表明,聚醚醚酮初始表面和摩擦信號(hào)均具有顯著的分形特征;在相同速度,相同初始表面下,摩擦信號(hào)的分形維數(shù)隨著載荷的增大而增大;在相同速度,不同載荷下,磨合初期摩擦信號(hào)的分形維數(shù)均與初始表面分形維數(shù)負(fù)