隔膜壓縮機(jī)膜片層間作用機(jī)理及耐磨強(qiáng)化研究.pdf

1、膜片是隔膜壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵零部件，其工作性能直接影響壓縮機(jī)的可靠性，氣腔曲面形狀及膜片層間摩擦磨損是影響膜片可靠性主要因素。鑒于國(guó)內(nèi)外專家已對(duì)前者進(jìn)行了廣泛而深入地研究，本文將針對(duì)膜片層間摩擦磨損進(jìn)行研究，理論實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，深入探究膜片層間摩擦磨損作用機(jī)理，用于指導(dǎo)膜片的設(shè)計(jì)與制造，提出合理的耐磨強(qiáng)化措施，進(jìn)一步提高膜片的可靠性。
　　根據(jù)隔膜壓縮機(jī)膜片的受力分析，建立了三層膜片層間接觸力學(xué)模型。通過(guò)理論計(jì)算得出膜片在不同撓度情

2、況下的撓度曲線、徑向應(yīng)力、周向應(yīng)力及主剪切應(yīng)力值。分析了膜片層間發(fā)生滑移的區(qū)域，獲得了膜片接觸面黏著、滑移區(qū)域分布的影響因素。
　　利用ANSYS有限元軟件計(jì)算得出膜片在不同撓度情況下各項(xiàng)應(yīng)力值的分布，分析了膜片最易發(fā)生破損的區(qū)域，并與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，二者變化趨勢(shì)相同，數(shù)值差異較小，結(jié)果表明有限元計(jì)算方法可信度高；同時(shí)獲得了膜片層間接觸面上滑移區(qū)的滑移距離，以減小膜片上等效應(yīng)力與滑移距離為目標(biāo)，通過(guò)改變膜片材料、厚度進(jìn)行有限元

3、分析，實(shí)現(xiàn)膜片的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　建立了隔膜壓縮機(jī)膜片動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)膜片不同位置的徑向、周向應(yīng)變值進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相一致。利用工業(yè)檢驗(yàn)顯微鏡對(duì)膜片磨損表面進(jìn)行了微觀形貌分析，獲得了膜片層間的黏著區(qū)與滑移區(qū)的分布特征，發(fā)現(xiàn)在黏著區(qū)內(nèi)膜片表層不銹鋼組織在較低接觸壓力作用下出現(xiàn)輕微塌陷，而滑移區(qū)的表層不銹鋼組織產(chǎn)生了片狀滑移、剝落，且滑移邊緣出現(xiàn)裂紋。詳細(xì)分析了膜片層間的摩擦磨損機(jī)制。
　　對(duì)

4、不同厚度膜片在同等工況下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，表明在同等條件及運(yùn)行周期下，改進(jìn)后的膜片上磨痕明顯減小，短時(shí)間內(nèi)膜片壽命有所提升。理論實(shí)際相結(jié)合，探索了新的耐磨強(qiáng)化方案。
　　研究表明，在膜片接觸表面，中心位置及邊緣位置存在較大的等效應(yīng)力，中心位置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中處于黏著區(qū)域，而邊緣位置處于滑移區(qū)域。主剪切力是導(dǎo)致膜片層間滑移最重要的因素，而主剪切力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致材料晶體發(fā)生塑性滑移，其首先會(huì)存在于接觸面內(nèi)部，然后才延伸至接觸區(qū)域表面，由于膜片