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研究生:紀人維
研究生(外文):Jen -Wei Chi
論文名稱:雙螺桿壓縮機轉子及軸承系統之時變負載分析及驗證
論文名稱(外文):Time-varying Load Analysis and Experimental Verification of the Rotor-Bearing System for Twin-Screw Compressors
指導教授:吳育仁吳育仁引用關係
指導教授(外文):Yu-Ren Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:雙螺桿壓縮機氣體內力矩KISSsoft負載分析
外文關鍵詞:Twin-screw compressorInternal gas torqueKISSsoftLoad analysis
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雙螺桿壓縮機現今廣泛應用於需製冷空調之大型場所中,其內部的一對公、母轉子是重要核心元件,運轉時會受到氣體壓力負載而造成轉子齒面變形、流體洩漏及功率損耗,在設計上至關重要。目前國內外對於雙螺桿壓縮機轉子的受力分析已經有相當多研究文獻,但無具體且清楚有關於氣體內力矩計算之文獻,且並無探討氣體內力矩波幅對於壓縮機運轉性能的影響。故本研究建立一套適用於計算雙螺桿壓縮機轉子受氣體壓力而產生之氣體內力矩變化之方法及流程,並建立轉子負載分析模型,將空間中複雜之單一工作齒槽邊界形狀投影至水平及鉛直面以求取壓力負載面積變化,用以計算出轉子徑向、軸向及切向力與氣體內力矩隨轉子轉角的變化關係,再與既有壓縮機性能計算軟體SCCAD以及實驗量測軸向力進行比對驗證,以驗證本文所建立計算方法之正確性,未來可將氣體內力矩波幅套用於運轉下壓縮機振動噪音的探討。此外,更透過商用機械零件設計軟體KISSsoft進行轉子、軸及軸承系統之負載分析,以獲得各個軸承壽命與軸變形量,並針對軸承壽命不足之處給予設計改良及建議方案,也進一步探討力矩波幅與包封角設計角度對性能之影響,以供業界作為雙螺桿壓縮機設計時評估轉子動態負載特性及預測軸承壽命之參考依據。
Twin-screw compressors are currently widely used in large areas for refrigeration or air conditioning. The pair of male and female rotors inside the twin-screw compressors is the critical core elements. During operation, the rotors sustain gas pressure loads which result in deformation of the tooth surfaces, fluid leakage, and power consumption. These are key issues in the design of these rotors. There is currently a great deal of literature, both foreign and domestic, on the stress analysis of twin-screw compressor rotors. However, literature regarding the calculation of the internal torque of gases is rare. Furthermore, the effects of the amplitude of the internal torque of gases on compressor operation performance have not yet been studied. Therefore, this study establishes methods and procedures that are applicable to the calculation of the changes in torque (internal gas torque) resulting from gas pressures in twin-screw compressor rotors by a rotor load analysis model. The complex shape of a single-tooth gap boundary in space is projected onto horizontal and vertical planes to obtain the variation in pressure load area and calculate the changes in the radial, axial, and tangent forces as well as in the internal gas torque in correlation with the rotational angles of the rotors. The results are then used to conduct comparisons between the compressor performance calculation software SCCAD and the axial forces measured in the experiments to verify the correctness of the calculation method established in this study as well as to look into the effects of the wave amplitudes for the internal gas torque on the vibration and noise for an operating compressor. In addition, the commercial mechanical component design software KISSsoft is used to conduct load analysis on the rotor, shaft, and bearing systems, in order to obtain the usage life and axial deformations for the bearings as well as to provide recommendations for design improvements for the bearings with respect to longer life. The effects of torque amplitudes and seal angle designs on performance are also explored to serve as a reference for the industry to estimate dynamic load characteristics of rotors and predict bearing life in designing twin-screw compressors.
目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號對照表 XI
第1章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 3
1-3 研究動機與目的 6
1-4 論文架構 7
第2章 轉子與工作齒槽幾何特徵介紹 14
2-1 轉子幾何特徵介紹 15
2-2 單一工作齒槽密封線組成 16
2-3 接觸線 17
2-4 齒頂密封線 18
2-5 回吹孔 20
2-6 本章結論 23
第3章 轉子負載模型建立與計算方法 24
3-1 轉子負載模型建立 24
3-2 氣體內力矩計算 26
3-3 各項負載分力計算 27
3-3-1 軸向力 27
3-3-2 徑向力與切向力 30
3-4 本章結論 32
第4章 軸承系統時變負載分析 33
4-1 軸承簡介 33
4-2 雙螺桿壓縮機軸承系統分析建立 36
4-3 本章結論 39
第5章 轉子所受軸向力實驗量測 40
5-1 實驗儀器介紹 40
5-2 操作流程 43
5-3 本章結論 47
第6章 數值範例與驗證 49
6-1 A機型時變負載計算結果與驗證 50
6-2 B機型時變負載計算結果與驗證 54
6-3 A、B機型軸承系統之時變負載分析結果 58
6-4 改變包封角對COP與氣體內力矩波幅之影響與探討 65
6-5 實驗量測軸向力比對 70
6-6 本章結論 71
第7章 結論與未來展望 72
7-1 結論 72
7-2 未來展望 73
參考文獻 74
作者介紹 77

1. 黃詣超,螺旋轉子三維嚙合模擬與間隙計算方法研究,博士論文,國立中央大學,桃園,2011。
2. 洪澤元,螺旋轉子形線影響洩漏量與齒間面積的研究,碩士論文,國立台灣大學,台北,2007。
3. 曹鋒、邢子文、束鵬程,「雙螺桿轉子的受力分析」,應用力學學報,第19卷,第1期,2002。
4. G. P. Adams and W. Soedel, “A Method for Computing the Compression Loads in Twin Screw Compressors,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 1994.
5. G. P. Adams and Z. H. Qin, “Compression Load Transmission in Screw Compressors,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 207, pp. 671-691, 1997.
6. 周瑞秋、黃振華,「螺桿壓縮機轉子的轉矩分析與計算」,流體機械期刊,第12期,1989。
7. 肖大准、高兆法、王志強、劉殿銘,「雙螺桿壓縮機的母轉子負力矩特性」,流體機械期刊,第24卷,第3期,第22-26頁,1996。
8. 藤原滿,「螺桿式壓縮機的性能解析(二)」,壓縮機技術期刊,第3期,第30-34頁,1987。
9. 黃惟邦,雙螺桿壓縮機振動之分析與探討,碩士論文,國立中正大學,嘉義,2004。
10. 周瑞秋、林煥,「螺桿壓縮機密封線解析與通用算法」,華中理工大學學報,第23卷,第3期,1995。
11. M. Fujiwara, K. Kasuya, T. Matsunaga, and M. Watanabe, “Computer Modeling for Performance Analysis of Rotary Screw Compressor,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 1984.
12. N. Seshaiah, Experimental and Computational Studies on Oil Injected Twin-Screw Compressor, Doctoral Dissertation, Mechanical Engineering Department National Institute of Technology, India, 2006.
13. 藤原滿、中村庸蔵、青木優和、渡部富治,「雙螺桿壓縮機氣體負荷計算」,日本機械學會論文集,第546號,第58卷,1992。
14. 藤原滿,「螺桿式壓縮機的性能解析(一)」,壓縮機技術期刊,第3期,第22-26頁,1987。
15. 吳業正、李紅旗、張華,製冷壓縮機,機械工業出版社,北京,2011。
16. Z. Zhou, D. Wang, T. Zhu, and J. Mao, “Analysis of the Applied Forces in Twin-Screw Refrigerant Compressors,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 1990.
17. 趙惠麟,「雙螺桿壓縮機徑向力的計算」,流體機械期刊,第12卷,第2期,第23-27頁,1990。
18. W.S. Lee, R.H. Ma, W.F. Wu, S.L. Chen, and H.W. Hsia, “Performance and Bearing Load Analysis of a Twin Screw Air Compressor,” The Chinese Journal of Mechanics, 1999.
19. 郭祐甫,雙螺旋式壓縮機性能模擬與轉子軸端負荷分析,碩士論文,國立台灣大學,台北,1996。
20. 姜建強,「螺桿式壓縮機洩漏三角形面積的通用計算方法」,齊齊哈爾機械設計與製造期刊,第11期,中國大陸,第11期,2009。
21. F.L. Litvin and F. Alfonso, Gear Geometry and Applied Theory, PTR Prentice Hall, America, 2004.
22. 蔡文彬、林秀穎,數值方法:工程上的應用,高立圖書,台灣,2011。
23. 劉碧群,Mathematica在數學上的應用,碩士論文,國立中山大學,高雄,2009。
24. C.X. You, Y. Tang, J.S. Fleming, and A.B. Tramschek, “A Generalized Computer Program for Calculating the Bearing Loads in Helical Twin Screw Compressors,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 1994.
25. 鍾子健,「螺桿壓縮機軸承負荷計算」,石油化工設備期刊,第37卷,第2期,2008。
26. 俞倫、董瑞兵、劉揚娟,「螺桿壓缩機轉子受力計算」,壓縮機技術期刊,第2期,第18-22頁,2006。
27. 謝宗澈、尤廣毅、吳育仁、劉昭武,「應用KISSsoft於大型齒輪減速機系統之強度與壽命分析」,第36屆中華民國力學學會全國力學會議,國立中央大學,桃園中壢,2012。
28. 尤廣毅,應用KISSsoft於大模數齒輪減速機系統之強度分析及檢核,碩士論文,國立屏東科技大學,屏東,2013。
29. J. Conyers,SKF 軸承綜合型錄,斯凱孚股份有限公司,2010。
30. H.G. Wu, Y. Ma, and Z.W. Xing, “Theoretical and Experimental Investigation of Compression Loads in Twin Screw Compressor,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 2004.
31. D. Buckney, A. Kovacevic, E. Mujic, and N. Stosic, “Some Aspects of Estimating Geometric Characteristics of Screw Compressors,” International Compressor Engineering Conference, Purdue University, 2012.
32. 邢子文,螺桿壓縮機-理論、設計與應用,機械工業出版社,北京,2000。
33. 邢子文、吳華根、束鵬程,「螺桿壓縮機設計理論與關鍵技術的研究與開發」,西安交通大學學報,第41卷,第7期,2007。
34. N. Stosic, I. Smith, and A. Kovacevic, Screw Compressors:Mathematical Modelling and Performance Calculation, Springer, Britain, 2005.
35. N. Stosic, I. Smith, and A. Kovacevic, Screw Compressors:Three Dimensional Computational Fluid Dynamics and Solid Fluid Interaction, Springer, Britain, 2007.

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