一、單螺桿泵幾種型線的分析

1、型線種類:

a、常規型線1/2型面橫截面型線,簡稱a型,是*古老的型線,由法國工程師myan0首先提出。轉子截形為圓。其直徑d=2a,偏心距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2e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。

b、新型線(2/3型面)橫截面(b)(c)所示,簡稱b型、c型,是近幾年國內外提出的新型線。b型轉子截形為半徑a,圓心相距4e的長圓,其直徑d=2a,偏心距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,*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1.5e,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49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。雖運動軌跡相同,由于轉子截形不同,所展成的定子型線差異甚大,b型為三瓣花形c型為類三角形。其節距丁=1.5t,三頭。轉子頭數與定子頭數之比為23。

2、型線方程

ab型轉子型線方程相同ic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a1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)。x0和y0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

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、經濟的工藝方法。如轉子采用連續沖壓工藝制造空心螺桿廠,不僅高效、省材,而且可提高泵的效率和壽命。通常,定子多采用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,泵效率急劇下降,有的高壓泵效率僅l.0%左右。解決此問題,剛性套是一個有效途徑。因a型定子型線簡單,使其剛性套的制造較容易。

缺點:由于轉子和定子接觸面的相對運動并非純滾動,尤其在定子兩直線段滑動速率較大,易磨損。2:2/3型同參數情況下,2/3型較a型流量大,因而同流量時體積較小。例如..e=0.2cm,d亍1.75cm,理論流量q(m/r):a型:q=1.36tb型q=1.612tc型q=1.6041t同參數情況下,b型理論流量較a型大2πe2值,c型流量略小于b型。轉子是雙頭,因而其重心偏移率是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,使泵脈動降低較多。腔室的增加也使滑動速率較大的區問瞬時速度比a型低,由此可減少磨損,提高壽命。此外,新型面密封性強,可提高容積效率。在新型線中,由于b型定子型線是由非連續方程曲線展成,廓形存在6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。綜合分析,目前我國宜推廣c型泵。據悉,c型在一些**已商品化,如德國阿爾維勒ag公司推出的aed系列等泵。

二、工藝探討

1、a型轉子工藝較成熟,可采用成形車、靠模車、旋風銑、連續沖壓等方法。連續沖壓成型目前是a型轉子*佳生產方式之一。

2、國外采用多軸腔機床加工2/3型轉子,成本較高。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。

3、a型橡膠定子模芯加工可采用車、銑、磨等多種方法,各廠對此已有豐富經驗。新型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**機床即可,2/3型剛性套加工則需*昂貴的設備。