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單螺桿泵幾種型線的剖析及工藝探討

時間:2012-3-26 22:28:49 來源:https://www.mm0535.com 作者:弘凌泵閥 閱讀次數:2584

在牛頓流體、非牛頓流體和氣一液兩相流體輸送中,螺桿泵有其獨特的優勢。而應用最廣泛的單、雙和三螺桿泵的結構、工作原理截然不同。從經濟適用角度考慮,此三類螺桿泵都有其它泵不能取代的應用領域。 單螺桿泵 因为型線簡單、型面精度要求不高,可采用無屑加工的高效工藝,是以價格低,在其結構及適應性等方面有諸多優點,在非潤滑介質、含固體介質和腐蝕性介質的輸送方面獨樹一幟。

    如今,國內生產 單螺桿泵 的企業遠多于生產雙、三螺桿泵企業。單螺桿泵中單頭 單螺桿泵 「即1/2型面」占絕大多數,而國際上逐步推廣先進的雙頭 單螺桿泵 「即2/3型面」。本文分析了它們的優缺點并探討其工藝途徑和橫截面型線「各公式推導過程從略」,為新型線的推廣和應用供应參考。
    1  型線種類
    1.1  常規型線「1/2型面橫截面型線如圖l例所示,簡稱A型,是古老的型線,由法國工程師Myan0提出。轉子截形為圓。其直徑D=2 a,偏幸距e,節距t,單頭。定子截形是兩半徑為a,圓心相距4e的長圓。其參數:節距T=2t,雙頭。轉子運動軌跡是轉子截面重心以e為半徑在2 e為半徑的圓內滾動r即所謂卡丹諾圓問鄹的行星運動。轉子頭數
與定子頭數之比為12。
  1.2新型線「2/3型面」
  橫截面如圖l「c」所示,簡稱B型、C型,是近幾年國內外提出的新式線。
    B型轉子截形為半徑a,圓心相距4 e的長圓,其直徑D=2 a,偏幸距e,節距t,雙頭。C型轉子截形是類橢圓,其直徑D=2a,偏心距e,最大半徑b=a+2e,節距t,雙頭。
    定子截形的形成如圖I「d」圳所示。如前述卡丹諾圓運動,滾動半徑為1.5 e,以e為半徑的圓上一點運動軌跡謂之骨線「圖2的三棱狀內擺線K」。轉子運動時,其對稱軸線4 9問線段與骨線共軛,運動過程中轉子外廓的展成線即為定子型線。雖運動軌跡,由于轉子截形不同,所展成的定子型線差異大,B型為三瓣花形C型為類三角形。其節距丁=1.5 t,三頭。轉子頭數與定子頭數之比為23。
2  型線方程
    A B型轉子型線方程i C型轉子型線方程為類橢圓。
    新型線定予方程與骨線相關。圖2中,滾圓上的A 1 點,當圓心轉過由角時運動至赴點,其骨線方程為式「I」。B型定子廓形是以a為半徑的骨線等距線「侶線」與以a為半徑的圓弧組成。侶線方程為式「2」。純圓弧段是圓心不在原點的圓方程為式「3」。X 0 和Y 0 為骨線尖點坐標。C型定子型線方程與B型類似,故略。
  3各型面優缺點
  (1) A型
  優點:轉子和定子型線簡單,生產歷史長,加工經驗豐富,有高效、經濟的工藝想法。如轉子采取連續沖壓工藝制造空心螺桿廠「圖3」,不僅高效、省材,并且可提高泵的效率和壽命。,定  子多采取模具加工的橡膠制品。然而在高壓情況,因橡膠受壓變形,使介質回流,泵效率下降,有的高壓泵效率l.0%左右。解決此問題,剛性套是一個灵验途徑。因A型定子型線簡單,使其性套的制造較便利
    缺點:因为轉子和定子接觸面的運動并非純滾動,在定子兩直線段滑動速度較大,易磨損。
2:2/3型
    同參數情況下,2/3型A型流量大,因此同流量時體積小。比方..e=0.2cm,D亍1.75cm,理論流量Q:
    A型:Q=1.36 T
    B型 Q=1.612T
    C型 Q=1.6041T
    同參數情況下,B型理論流量較A型大2πe 2 值,C型流量略小于B型。
    轉子是雙頭,所以其偏移率是A型的一半。從而可允許較高的轉速,且噪聲較小。每轉的腔室由2x3代替1x2,使泵脈動降低多。腔室的补充也使滑動速率較大的區問瞬時速率比A型低,由此可減少磨損,提高壽命。另外,新式面密封性強,可提高容積效率。
    在新式線中,因为B型定子型線是由非連續方程曲線展成,廓形存在六個硬過渡點「,骨線侶線與尖點圓弧過度處」,顯然對運轉壽命有所影響。然而C型定子廓形是由連續方程曲線展成,故無此現象。
    綜合剖析,如今我國宜推廣C型泵。據悉,C型在少许國家已商品化,如德國阿爾維勒AG公司推出的AED系列等泵。
    4  工藝探討.
    A型轉子工藝老练,可选拔成形車、靠模車、旋風銑、連續沖壓等办法。連續沖壓成型而今是A型轉子最好生產方式之一。
    國外选取多軸腔機床加工2/3型轉子,成本高。國內已有單位引進其加工機床,如WEIN-GARTNER公司的VARID型五軸數控銑床,可加工很多種類螺桿的精密型面以及單螺桿泵的轉子、模芯和剛性套。但 單螺桿泵 結構特點廠多為硬轉子、軟定動是屬于型面復雜并非精密(相對雙、三螺桿泵而言)的產品,因此如僅將其作為加工單螺桿泵的專用機床,則顯然功能過剩。況且該型中等規格設備,價位約1000萬元,也是值得考慮的問題。據作者經驗分析,樣機或小批生產用帶靠模裝置的普通機床即能完成,若大批生產,在現有A型轉子加工機床上安裝仿型銑頭,作者已完成結構設訓即可勝任。
    A型橡膠定子模芯加工可拔取車、銑、磨等多種方法,各廠對此已有豐富經驗。新式線模芯的工藝方法與A型類同。關鍵是要有正確的型線坐標信線性或非線性收縮的補償匐。A型剛性套的加工用普通萬能機床,2/3型剛性套加工需昂貴的設備。
    5 CAD型線設計實例
    本文用類似三螺桿泵型線改進所用的軌跡法進行編程。該方法簡單可靠,無需建立包絡方程,該程序已用于雙、三螺桿泵的型線設計。
    步伐為模塊化設計,將程序包納入刀具設計軟件后,不僅可計算 單螺桿泵 轉子、定子的端、軸、法截面,可計算轉子、定子模芯的成形車、銑、滾、磨等刀具型線以及該刀具的鏟磨砂輪工藝參數。步骤還具有各類橡膠模芯收縮量的補償功能,為單螺桿泵新舊型線的研究和生產提供了便利。
    表l為CAD計算實例。其計算參數為e=20、D=1 70。實用時,點的密度可任意設定。型線坐標值,轉子為l/4型線段;定子為1/6型線段。利用時稱布列即全廓形。表中第三點是B型線的硬過渡點.

  坐標點
B定子
C定子
  C轉子
X
 y
X
Y
 X
   y
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
     52.500
     60.000
     66.876
     75.000
     85.000        95.000
    105.000
    115.000
    125.000
    135.000
    145.000
    90.933
    87.157
    84.721
    83.666
    81.240
    77.460
    72.111
    64.807
    54.772
    40.000
     0.000
    52.500
    60.000
    66.876
    75.000
    85.000
    95.000
    105.000
    115.000
    125.000
    135.000
    145.000
    90.933
    86.651
    82.807
    78.397
    73.109
    68.002
    62.821
   56.209
    47.332
    34.469
     0.000
    85.000
    84.574
    83.283
    81.085
    77.904
    73.612
    68.000
    60.702
    51.000
    37.050
    0.000
      0.000
    12.500
    25.000
    37.500
    50.000
    62.500
    75.000
    87.500
    100.000
    112.500
    125.000

    「1」雙頭 單螺桿泵 性能優越,在原單頭 單螺桿泵 基礎上改型簡便。
    「2」例根據產品特點,原生產1/2型 單螺桿泵 的企業轉型生產2/3型產品,工藝上不存在太大困難。
    「3」本文CAD軟件能滿足差别條件的企業對2/3型 單螺桿泵 產品開發的要求。
下一條:螺桿泵應用注意事項
上一條:螺桿泵工作原理
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