新型高壓空氣壓縮機(jī)的理論分析與仿真研究.pdf

1、空氣壓縮機(jī)在機(jī)械、國防、航空、化工、石油、礦山、工農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在航空領(lǐng)域應(yīng)用的壓縮機(jī)有嚴(yán)格的空間限制要求，一般的活塞式壓縮機(jī)已經(jīng)不能滿足需要，因此，研制氣壓高、體積小、工作性能穩(wěn)定的新型壓縮機(jī)迫在眉睫。
　　 本課題得到我國某飛機(jī)裝備公司的項目資助，主要以新型十字滑塊空氣壓縮機(jī)為研究對象。該新型壓縮機(jī)充分利用余隙容積高壓氣體壓力，改變以框架與活塞剛性連接的傳統(tǒng)方式，采用活塞與滑塊直接接觸的柔性連接方式，因此，沒有

2、框架形成的滑道，整個結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更加小型化。
　　 首先，本文對新型壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究；建立了新型滑塊機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型，包括各級氣缸氣體壓力、往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力、氣缸的側(cè)向力、曲柄銷所受切向力和法向力等，并使用excel軟件進(jìn)行了仿真和求解。對其動態(tài)特性分析表明：該新型壓縮機(jī)所受活塞合力周期性交化，活塞與滑塊瞬時不分離條件為第四級氣缸排氣壓力達(dá)到0.75MPa以上，氣缸所受側(cè)向力在數(shù)十牛頓范圍內(nèi)變化，因此振動

3、小噪聲低。
　　 其次，本文運(yùn)用Pro/Engineer三維仿真軟件建立了新型壓縮機(jī)主體三維實體模型，進(jìn)行虛擬裝配，并使用Pro/E的運(yùn)動分析模塊Pro/MECHANISM進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真。重點研究壓縮機(jī)零部件運(yùn)動干涉、活塞位置、速度、加速度變化規(guī)律及氣缸行程容積的動態(tài)變化規(guī)律等問題。仿真結(jié)果表明，活塞的位置、速度、加速度基本呈正弦曲線變化，同列活塞的速度、加速度變化曲線重合；氣缸容積隨時間呈正弦曲線變化，其行程容積測量結(jié)果與樣機(jī)