泥浆泵类螺旋转子的研究现状

2014/1/30 9:50:27      点击:

最初螺旋转子泵的转子都是两叶的,近年来,为降低流量脉动和冲击噪声,国外相继发展推出了三叶.直叶型、三叶.扭叶型叶轮螺旋转子泵。在转速相同的情况下,二叶均压过程的压力脉动剧烈强度大于三叶。三叶转子螺旋转子泵特别是扭叶型的由于噪声和动平衡性能较好,在汽车机械增压上的应用越来越多。随着螺旋转子泵的发展,国外和国内相继出现了四叶转子的研究。用一个简单的设计方法增加旋转叶片泵的使用寿命,这种方法就是增加转子的翼数,即增加叶片数,该研究指出采用四叶转子,不仅能增加叶片泵的紧密型,增大输出流量,降低噪音,还能有效延长叶片泵的使用寿命。但是随着叶片数的增加,其加工的复杂性增加,加工效率大大降低,从综合成本上来,不如三叶转子。泥浆泵类转子,须从高阻力的强大压力和效率两方面来考虑,更适合采用三泵转子。
螺旋转子泵转子型线可使用圆弧、渐开线、摆线及其组合作为理论型线。螺旋转子泵的叶型设计目前仍处在研究和发展之中,已有许多文献有过相关报道。比如:罗茨泵的转子型线可用“圆弧.摆线.

渐开线”型代替“圆弧.渐丌线”型。改变之后,抽液效率提高了,转子顶部抗腐蚀性增强了,工艺性能更好了。传统的渐开线型转子存在型线干涉及面积利用系数降低等问题,因此,可以对其进行改进,以克服型线干涉及提高面积利用系数。也可以利用CAD/CAM技术对三叶渐开线转子型线进行修正。将转子的压力角适当减小,齿顶半径适当增大,对型线进行这种修正的目的是为了增大面积利用系数。可以根据研究渐开线齿轮的方法来研究渐开线型转子。如何对渐开线线型部分建模也是国外研究的重点。一种新方法就是对共轭齿轮齿型渐开线部分中的齿轮齿面进行离散化。将实际的齿面看作是由较小的局部渐开线组成的。由于其简单性,这种方法的速度超过了标准理论,并且可以应用到齿型几何的迭代计算,比如齿轮的优化。渐开线型齿轮与摆线型相比,其优势在于中心距的变化不会引起传输误差。但是在实际设计和轴承接触与传输误差的测试中显示需要对渐开线齿轮进行修正,特别是渐开线斜齿轮,因此提出了修正渐开线斜齿轮计算机设计、生成以及应力分析的有限元方法应用的新方法。圆弧是在罗茨转子设计中大量应用的曲线元。一段圆弧+圆弧包络线型罗茨转子型线的容积利用系数随峰顶系数的变化有所不同,在同一形状系数下,峰顶系数越小,容积利用系数越大,当其值为0.1时,其容积利用系数在0.32l-0.656之间。
另外,天津转子泵厂与西安交大合作开发了两种新型的三叶复合型转子型线,其面积利用系数达到了0.53,容积效率在升压为98KPa时提高了5%~8%,噪声下降了3~4dB。力华泵业经过研发获得一项泥浆泵类转子国家专利技术:由渐开线二叶叶轮向三叶叶轮转变时,在保持高的径距比的情况下,获得了更高的面积利用系数。另外,由于企业的技术保密,一些新型的叶型还未有公开报道。然而,尽管存在各种样式的新型叶型,但它们都是在三种基本叶型的基础上演化发展得来,并且它们的共性都在于:叶型是由几段曲线组合而成,每段曲线由参数方程确定。

 

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