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研究润滑油泵类螺旋转子型线增加容积效率

2014/2/1 20:48:31      点击:

螺旋转子泵应用广泛,服务于石油、化工、空分、冶金、电力、矿山、环保、轻纺、地铁、隧道、军工级国民经济中重大技术装备等众多领域。叶轮是螺旋转子泵最为关键的部件之一,其结构尺寸的合理与否直接影响到螺旋转子泵的工作性能。
润滑油泵类螺旋转子泵转子型线类型有三种:渐开线型、圆弧型和摆线型。目前,较为通用的转子型线是渐开线型和圆弧型。其中,摆线型转子由于其面积利用系数太低而很少应用。传统的渐开线型转子型线由于存在型线干涉及面积利用系数降低等问题而使部分厂家倾向于采用圆弧型转子型线。然而,圆弧型转子型线的齿顶密封性能差,其容积效率不如渐开线型。
根据差函数法设计的转子型线,不局限于以上三种基本类型,其型线是自由曲线。差函数法最初被用来生成齿轮型线。这种设计齿轮方法的步骤主要是首先选择齿轮的性能,如齿轮材料性能、传动比、接触比、模数、中心距、工作扭矩等,然后选择一个适当的差函数,使生成的齿轮型线为NURBS曲线(是一多项式线段复合序列)。接着要确定型线修正后的坐标,最后要对生成的齿轮进行评估,即分析齿轮的齿弯曲度、接触应力、齿型的整合性和滑动系数。这种方法适用于圆型节线的任何传动比的齿轮。
由差函数法设计转子型线是由Yang和Tong提出的。他们发现,对于平面传动来说,共轭转子副可直接由修改初始的节曲线副而得到。修改后的共轭转子因此与初始的节曲线副是有偏差的。因此,两节曲线之间的纯滚动变成修改后新生成的两转子的滚动和滑动运动。把这个偏差描述成初始节曲线角位置的函数,就这个即为差函数。
叶轮型面传统的加工方法有仿形法、两点式基圆展成法。但这两种方法一般只能用于加工相对固定的叶轮型线,这对于目前多品种小批量的产品很不适合,特别是三叶叶轮的加工,尤为不方便。
因此,针对润滑油泵类螺旋转子泵转子型线存在的问题,提出了基于差函数法产生转子新型型线的思想,并通过数学建模,对其产生的型线进行优化分析,使其获得最佳型线,提高其面积利用系数,增大螺旋转子泵的容积效率。此外,针对叶轮的数控加工技术进行了研究和总结工作,以顺应数控技术及计算机的发展,提高叶轮的加工质量和效率。

 

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