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 automatske kontrole i regulacije i izbor tipova pogona. Glavne poteškoće uključuju sljedeće aspekte:
Dizajn radnog kola:
Rotor, kao pokretni dio rashladnog kompresora, ima impeler kao glavnu komponentu. Trenutno, glavni proizvođači centrifuga u zemlji i inostranstvu koriste metodu trojnog protoka za dizajn radnog kola. Metoda strujanja sa tri elementa zahtijeva od dizajnera visoko specijalizirano znanje u numeričkoj simulaciji, računskoj dinamici fluida i teoriji unutrašnjeg polja strujanja fluidnih mašina. Većina tehničkog osoblja u domaćim kompanijama ne posjeduje ova stručna znanja. Za projektovanje efikasnih troelementnih impelera neophodna je saradnja sa univerzitetskim istraživačkim institucijama.
Obrada i proizvodnja impelera:
Oblik lopatica radnog kola dizajniran na temelju teorije trojnog toka je općenito prostorno zakrivljena površina, a obrada i oblikovanje lopatica i impelera su ključne i teške točke u proizvodnji. Postoje dvije najčešće korišćene metode obrade trojnih impelera:
1. Tri metode zavarivanja karoserije: to jest, disk točka, oštrica i poklopac točka se obrađuju odvojeno. Ova metoda obrade zahtijeva relativno jednostavne zahtjeve za opremom, a disk kotača i poklopac kotača samo treba da budu obrađeni u obliku. Obrada oštrica je složenija. Prvo, trokoordinatni alatni stroj se koristi za glodanje kalupa s oštricama. Zatim se izrezana sečiva podvrgavaju termičkoj obradi i pritiskaju da bi se dobio željeni oblik oštrice. Konačno, lopatice su zavarene na disk, a poklopac točka je zavaren. U ovom slučaju, potrebna oprema je vjerovatno trokoordinatna glodalica, peć za termičku obradu, hidraulična presa i druga konvencionalna oprema, koja zahtijeva relativno mala ulaganja i pogodnija je za pokretanje.
2. Integrirano glodanje: To jest, disk i lopatice se glodaju zajedno pomoću višekoordinatnog uređaja kako bi se dobilo poluotvoreno radno kolo. Kako bi se izbjegle smetnje, trenutna međunarodna obrada ovog tipa impelera uglavnom se izvodi pomoću peto koordinatnog obradnog centra. Oprema s pet koordinata može koštati od nekoliko miliona do desetina miliona, a cijena je vrlo visoka. Uzimajući za primjer obradu impelera od 600 mm, domaći petoosni ležaj košta oko 3,5 miliona juana, a uvezeni petoosni ležaj oko 4,8 miliona juana. Korišćenjem četvorokoordinatne mašine alatke za rotaciju radnog stola i naginjanje, trodimenzionalno radno kolo se može glodati kao celina u četiri koordinate. Ako je debljina oštrice relativno velika, problemi s interferencijom su neizbježni u četiri koordinate. Četiri koordinatna uređaja su relativno jeftina i koštaju oko milion RMB.
Proračun kritične brzine rotora:
Kritična brzina je važan faktor koji treba uzeti u obzir pri dizajniranju brzine rotora. Brzina rotora treba izbjegavati kritičnu brzinu, a izračunavanje kritične brzine se generalno vrši pomoću Proctorove metode. Na tržištu postoje specijalizovani softveri za izračunavanje kritične brzine, a može se razviti i sopstveni softver za proračun.
Dizajn sistema protiv prenapona:
Prema mehanizmu rada rashladnih kompresora, prenapon je inherentno svojstvo centrifuga koje se ne može eliminisati, ali se može izbjeći efikasnim sredstvima. Razlozi prenapona u centrifugalnim rashladnim kompresorima su mali protok i visok kondenzacijski tlak. Prenapon predstavlja značajnu štetu za jedinicu i zahtijeva pažljiv dizajn sistema protiv prenapona.
Dizajn kliznih ležajeva:
Kompresori za hlađenje uglavnom koriste zupčanike za povećanje brzine, sa brzinama rotora uglavnom iznad 5000 o/min, a koriste se klizni ležajevi. Dizajn kliznih ležajeva je također ključni fokus u razvoju centrifuga.