一、单螺杆泵几种型线的分析

1、型线种类:

a、常规型线1/2型面横截面型线,简称a型,是*古老的型线,由法国工程师myan0首先提出。转子截形为圆。其直径d=2a,偏心距e,节距t,单头。定子截形是两半径为a,圆心相距4e的长圆。其参数:节距t=2t,双头。转子运动轨迹是转子截面重心以e为半径在2e为半径的圆内滚动r即所谓卡丹诺圆问鄹的行星运动。转子头数与定子头数之比为12。

b、新型线(2/3型面)横截面(b)(c)所示,简称b型、c型,是近几年国内外提出的新型线。b型转子截形为半径a,圆心相距4e的长圆,其直径d=2a,偏心距e,节距t,双头。c型转子截形是类椭圆,其直径d=2a,偏心距e,*大半径b=a+2e,节距t,双头。定子截形的形成如图i(d)圳所示。如前述卡丹诺圆运动,滚动半径为1.5e,以e为半径的圆上一点运动轨迹谓之骨线(图2的三棱状内摆线k)。转子运动时,其对称轴线49问线段与骨线共轭,运动过程中转子外廓的展成线即为定子型线。虽运动轨迹相同,由于转子截形不同,所展成的定子型线差异甚大,b型为三瓣花形c型为类三角形。其节距丁=1.5t,三头。转子头数与定子头数之比为23。

2、型线方程

ab型转子型线方程相同ic型转子型线方程为类椭圆。新型线定予方程与骨线相关。图2中,滚圆上的a1点,当圆心转过由角时运动至赴点,其骨线方程为式(i)。b型定子廓形是以a为半径的骨线等距线(侣线)与以a为半径的圆弧组成。侣线方程为式(2)。纯圆弧段是圆心不在原点的圆方程为式(3)。x0和y0为骨线尖点坐标。c型定子型线方程与b型类似,故略。

3、各型面优缺点

a型优点:转子和定子型线简单,生产历史长,加工经验丰富,有高效、经济的工艺方法。如转子采用连续冲压工艺制造空心螺杆厂,不仅高效、省材,而且可提高泵的效率和寿命。通常,定子多采用模具加工的橡胶制品。然而在高压情况,因橡胶受压变形,使介质回流,泵效率急剧下降,有的高压泵效率仅l.0%左右。解决此问题,刚性套是一个有效途径。因a型定子型线简单,使其刚性套的制造较容易。

缺点:由于转子和定子接触面的相对运动并非纯滚动,尤其在定子两直线段滑动速率较大,易磨损。2:2/3型同参数情况下,2/3型较a型流量大,因而同流量时体积较小。例如..e=0.2cm,d亍1.75cm,理论流量q(m/r):a型:q=1.36tb型q=1.612tc型q=1.6041t同参数情况下,b型理论流量较a型大2πe2值,c型流量略小于b型。转子是双头,因而其重心偏移率是a型的一半。从而可允许较高的转速,且噪声较小。每转的腔室由2x3代替1x2,使泵脉动降低较多。腔室的增加也使滑动速率较大的区问瞬时速度比a型低,由此可减少磨损,提高寿命。此外,新型面密封性强,可提高容积效率。在新型线中,由于b型定子型线是由非连续方程曲线展成,廓形存在6个硬过渡点(,骨线侣线与尖点圆弧过度处),显然对运转寿命有所影响。然而c型定子廓形是由连续方程曲线展成,故无此现象。综合分析,目前我国宜推广c型泵。据悉,c型在一些**已商品化,如德国阿尔维勒ag公司推出的aed系列等泵。

二、工艺探讨

1、a型转子工艺较成熟,可采用成形车、靠模车、旋风铣、连续冲压等方法。连续冲压成型目前是a型转子*佳生产方式之一。

2、国外采用多轴腔机床加工2/3型转子,成本较高。国内已有单位引进其加工机床,如wein-gartner公司的varid型五轴数控铣床,可加工很多种类螺杆的精密型面以及单螺杆泵的转子、模芯和刚性套。但单螺杆泵结构特点厂多为硬转子、软定动是属于型面复杂并非精密(相对双、三螺杆泵而言)的产品,因此如仅将其作为加工单螺杆泵的专用机床,则显然功能过剩。况且该型中等规格设备,价位约1000万元,也是值得考虑的问题。据作者经验分析,样机或小批生产用带靠模装置的普通机床即能完成,若大批生产,在现有a型转子加工机床上安装仿型铣头,作者已完成结构设训即可胜任。

3、a型橡胶定子模芯加工可采用车、铣、磨等多种方法,各厂对此已有丰富经验。新型线模芯的工艺方法与a型类同。关键是要有正确的型线坐标信线性或非线性收缩的补偿匐。a型刚性套的加工用普通**机床即可,2/3型刚性套加工则需*昂贵的设备。