小型斯特林制冷機(jī)膜片彈簧設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、柔性彈簧作為直線壓縮機(jī)系統(tǒng)的彈性部件,集成了彈簧和軸承的功能于一體,用于支撐活塞與動子組件,保證活塞和氣缸的密封間隙。與傳統(tǒng)的柱彈簧和線性軸承相比,柔性彈簧具有很高的徑向、軸向剛度比,且質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。柔性彈簧支撐技術(shù)的應(yīng)用,提高了斯特林制冷機(jī)的壽命和可靠性,有效地推動了斯特林制冷機(jī)的輕量、小型化。
　　 目前,柔性彈簧的設(shè)計(jì)及性能分析方法還不成熟,國內(nèi)柔性彈簧的設(shè)計(jì)還處于仿制階段,為了提高斯特林制冷機(jī)的可靠性和使用

2、壽命,促進(jìn)其輕量、小型化,進(jìn)行柔性彈簧結(jié)構(gòu)和性能的數(shù)值分析和設(shè)計(jì)研究有重要的意義。
　　 本文為匹配前期設(shè)計(jì)的往復(fù)直線電機(jī),利用有限元方法分析了蝸旋柔性彈簧的結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性。并得出如下結(jié)論:
　　 1)在分析和研究國內(nèi)外柔性彈簧型線及其性能的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以蝸旋線為型線的柔性彈簧,并通過多次結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析可知:增大槽首和槽尾封閉圓弧的尺寸可以有效的降低應(yīng)力集中,根據(jù)此分析,對柔性彈簧槽首和槽尾的封閉進(jìn)行設(shè)計(jì),并基于PRO/

3、E軟件給出了彈簧詳細(xì)的建模過程;
　　 2)利用有限元分析方法,從柔性彈簧的應(yīng)力分布、剛度特性、固有頻率及疲勞壽命等方面,對標(biāo)準(zhǔn)化厚度的彈簧進(jìn)行篩選和改進(jìn),最終得到符合設(shè)計(jì)要求的彈簧;
　　 3)對擇優(yōu)選出的柔性彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。有限元方法得到的剛度比實(shí)驗(yàn)值偏小,誤差不高于8.67％;疲勞壽命試驗(yàn)已運(yùn)行26280小時(shí),往復(fù)振動超過4.9e9次;
　　 4)斯特林制冷機(jī)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中,深冷冰箱輸入170W電能時(shí),箱內(nèi)