Mehanički razvoj rashladnog kompresora

Razvoj rashladnog kompresora uključuje različite aspekte kao što su aerodinamički i termodinamički proračuni, proračuni čvrstoće i vibracija, konstrukcijski dizajn, izbor različitih materijala, dizajn proizvodnog procesa, dizajn automatskog upravljanja i regulacije te odabir tipova pogona. Glavne poteškoće uključuju sljedeće aspekte:
Dizajn impelera:
Rotor, kao pokretni dio rashladnog kompresora, ima impeler kao središnju komponentu. Trenutačno veliki proizvođači centrifuga u zemlji i inozemstvu koriste metodu trostrukog protoka za projektiranje impelera. Metoda toka s tri elementa zahtijeva od dizajnera visoko specijalizirano znanje u numeričkoj simulaciji, računskoj dinamici fluida i teoriji polja unutarnjeg strujanja fluidnih strojeva. Većina tehničkog osoblja u domaćim tvrtkama ne posjeduje ta stručna znanja. Za projektiranje učinkovitih troelementnih impelera nužna je suradnja sa sveučilišnim istraživačkim institucijama.
Obrada i izrada impelera:
Oblik lopatica impelera dizajniranih na temelju teorije ternarnog protoka općenito je prostorno zakrivljena površina, a strojna obrada i oblikovanje lopatica i rotora ključne su i teške točke u proizvodnji. Postoje dvije najčešće korištene metode strojne obrade trostrukih impelera:
1. Metoda zavarivanja tri tijela: to jest, disk kotača, oštrica i poklopac kotača obrađuju se odvojeno. Ova metoda obrade zahtijeva relativno jednostavne zahtjeve za opremu, a disk kotača i poklopac kotača moraju se samo strojno obraditi. Obrada oštrica je složenija. Prvo, trokoordinatni alatni stroj koristi se za glodanje kalupa oštrice. Zatim se izrezane oštrice podvrgavaju toplinskoj obradi i prešaju kako bi se dobio željeni oblik oštrice. Na kraju, noževi su zavareni na disk, a poklopac kotača je zavaren. U ovom slučaju, potrebna oprema je vjerojatno trokoordinatna glodalica, peć za toplinsku obradu, hidraulička preša i druga konvencionalna oprema, koja zahtijeva relativno niska ulaganja i prikladnija je za početak.
2. Integrirano glodanje: To jest, disk i lopatice se zajedno melju pomoću višekoordinatnog uređaja kako bi se dobio poluotvoreni rotor. Kako bi se izbjegle smetnje, trenutna međunarodna obrada ove vrste rotora uglavnom se provodi pomoću obradnog centra s pet koordinata. Oprema s pet koordinata može koštati od nekoliko milijuna do desetaka milijuna, a cijena je vrlo visoka. Uzimajući obradu impelera od 600 mm kao primjer, domaći krevet s pet osi košta oko 3,5 milijuna juana, a uvezeni krevet s pet osi košta oko 4,8 milijuna juana. Korištenjem četverokoordinatnog alatnog stroja za rotiranje radnog stola i njegovo naginjanje, trodimenzionalni impeler može se brusiti kao cjelina u četiri koordinate. Ako je debljina lopatice relativno velika, problemi smetnji su neizbježni u četiri koordinate. Četiri koordinatna uređaja su relativno jeftini, koštaju oko milijun RMB.
Proračun kritične brzine rotora:
Kritična brzina je važan faktor koji treba uzeti u obzir pri projektiranju brzine rotora. Brzina rotora treba izbjegavati kritičnu brzinu, a izračun kritične brzine općenito se vrši pomoću Proctorove metode. Na tržištu postoji specijalizirani softver za izračun kritične brzine, a može se razviti i vlastiti softver za izračun.
Dizajn sustava protiv prenapona:
Prema mehanizmu rada rashladnih kompresora, val je inherentno svojstvo centrifuga koje se ne može eliminirati, ali se može izbjeći učinkovitim sredstvima. Razlozi prenapona kod centrifugalnih rashladnih kompresora su niska brzina protoka i visok tlak kondenzacije. Prenapon predstavlja značajnu štetu jedinici i zahtijeva pažljivo projektiranje sustava protiv prenapona.
Dizajn kliznih ležajeva:
Rashladni kompresori općenito koriste zupčanike za povećanje brzine, s brzinama rotora općenito iznad 5000 o/min, a koriste se klizni ležajevi. Dizajn kliznih ležajeva također je ključni fokus u razvoju centrifuga.