工业上涡旋压缩机的涡旋盘常采用压铸铁与压铸铝材料。以双涡旋齿结构的涡旋盘为研究对象,从模态分析和谐响应分析角度,对比两种材料涡旋盘的动态特性。首先通过计算得到了作用于涡旋盘的气体力,然后分别对两种材料的涡旋盘进行气体力载荷下的模态分析和谐响应分析,得到其前六阶固有频率、对应的变形量以及涡旋齿沿X,Y方向的变形随频率变化的规律。结果表明,采用压铸铝材料的涡旋盘的一阶固有频率较高,防振性能更好;在各自的频率范围内,采用压铸铝材料的涡旋盘最大变形量较小,说明采用压铸铝材料的涡旋盘动态性能更优。

由型线方程建立了双涡圈涡旋压缩机涡旋盘几何模型,讨论了双涡圈涡旋齿在加工过程中齿头与刀具的干涉情况,并根据修正后排气角的计算公式给出了任意曲轴转角下任意压缩腔的工作容积以及吸气、排气容积,讨论了双涡圈涡旋压缩机的泄漏模型,并定量分析了径向泄漏线长度。推导出了在基圆半径不变的情况下,能正确啮合的涡旋体型线的起始角范围,定量分析了在圆渐开线起始角或基圆半径不变的情况下,基圆半径或圆渐开线起始角对双涡圈涡旋压缩机性能的影响。

由型线方程建立三涡圈涡旋压缩机涡旋齿的几何模型,利用积分法计算得到三涡圈涡旋压缩机工作腔容积随主轴转角的变化规律,并对其工作过程进行分析,得出6个工作腔分别以π/3为周期依次完成吸气、压缩以及排气过程。给出三涡圈涡旋压缩机压缩过程中容积腔内压力的计算方法,在此基础上对比分析单涡圈、双涡圈以及三涡圈涡旋压缩机的工作腔容积特性、工作腔内压力的变化规律以及排气孔面积的变化规律,得出三涡圈涡旋压缩机的排气更加稳定,更适用于低压比场合。