Külmutuskompressori mehaaniline arendus

Külmutuskompressori väljatöötamine hõlmab erinevaid aspekte nagu aerodünaamilised ja termodünaamilised arvutused, tugevuse ja vibratsiooni arvutused, konstruktsiooni projekteerimine, erinevate materjalide valik, tootmisprotsessi kavandamine, automaatjuhtimise ja reguleerimise projekteerimine ning ajamitüüpide valik. Peamised raskused hõlmavad järgmisi aspekte:
Tööratta konstruktsioon:
Rootori kui külmutuskompressori liikuva osa põhikomponendiks on tiivik. Praegu kasutavad suuremad tsentrifuugitootjad nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt tiiviku projekteerimiseks kolmekomponentset voolu meetodit. Kolmeelemendilise voolu meetod nõuab, et disainerid omaksid väga spetsiifilisi teadmisi arvulise simulatsiooni, vedeliku arvutusliku dünaamika ja vedeliku masinate sisemise vooluvälja teooria alal. Enamikul kodumaiste ettevõtete tehnilistest töötajatest puuduvad need erialased teadmised. Tõhusate kolmeelemendiliste tiivikute kujundamiseks on vajalik koostöö ülikoolide teadusasutustega.
Töörataste töötlemine ja tootmine:
Kolmekomponentse voolu teooriast lähtuvalt konstrueeritud tiiviku labade kuju on üldiselt ruumiliselt kumer pind ning labade ja tiivikute töötlemine ja vormimine on tootmise võtme- ja keerulised punktid. Kolmekomponentsete tiivikute jaoks on tavaliselt kaks töötlusmeetodit:
1. Kolm kere keevitamise meetodit: see tähendab, et rattaketast, tera ja ratta katet töödeldakse eraldi. See töötlemismeetod nõuab suhteliselt lihtsaid varustusnõudeid ning rattaketast ja rattakatet tuleb vaid vormist välja töödelda. Tera töötlemine on keerulisem. Esiteks kasutatakse teravormi freesimiseks kolme koordinaadiga tööpinki. Seejärel töödeldakse lõiketerad kuumtöödeldud ja pressitakse soovitud tera kuju saamiseks. Lõpuks keevitatakse terad ketta külge ja rattakate keevitatakse. Antud juhul on vajalik varustus ilmselt kolme koordinaadiga freespink, termotöötlusahi, hüdropress ja muud tavapärased seadmed, mis nõuavad suhteliselt vähe investeeringut ja sobivad paremini käivitamiseks.
2. Integreeritud freesimine: see tähendab, et ketas ja labad freesitakse kokku mitme koordinaadiga seadme abil, et saada poolavatud tiivik. Häirete vältimiseks toimub seda tüüpi tiiviku praegune rahvusvaheline töötlemine enamasti viie koordinaadiga töötlemiskeskusega. Viie koordinaadiga seade võib maksta mitmest miljonist kümnete miljoniteni ja hind on väga kõrge. Võttes näiteks 600 mm tiivikute töötlemise, maksab kodumaine viieteljeline voodi umbes 3,5 miljonit jüaani ja imporditud viie teljega voodi umbes 4,8 miljonit jüaani. Kasutades nelja koordinaadiga tööpinki töölaua pööramiseks ja kallutamiseks, saab kolmemõõtmelist tiivikut freesida tervikuna nelja koordinaadi alusel. Kui tera paksus on suhteliselt suur, on häirete probleemid neljas koordinaadis vältimatud. Neli koordinaatseadet on suhteliselt odavad ja maksavad umbes miljon RMB.
Rootori kriitilise kiiruse arvutamine:
Kriitiline kiirus on oluline tegur, mida tuleb rootori kiiruse kavandamisel arvestada. Rootori kiirus peaks vältima kriitilist kiirust ja kriitilise kiiruse arvutamine toimub üldjuhul Proctori meetodil. Kriitilise kiiruse arvutamiseks on turul olemas spetsiaalne tarkvara, samuti saab välja töötada oma arvutustarkvara.
Ülepingevastase süsteemi disain:
Külmutuskompressorite töömehhanismi kohaselt on liigpinge tsentrifuugidele omane omadus, mida ei saa kõrvaldada, kuid mida saab tõhusate vahenditega vältida. Tsentrifugaalkülmutuskompressorite tõusu põhjused on madal voolukiirus ja kõrge kondensatsioonirõhk. Ülepinge kahjustab oluliselt seadet ja nõuab liigpingevastaste süsteemide hoolikat kavandamist.
Liuglaagrite konstruktsioon:
Külmutuskompressorid kasutavad tavaliselt kiirust suurendavaid käike, mille rootori pöörlemiskiirus on tavaliselt üle 5000 RPM, ja kasutatakse liuglaagreid. Liuglaagrite disain on samuti tsentrifuugide arendamise põhifookuses.