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恒壓供水控制柜控制單泵線型規(guī)劃分析
2017-11-22 16:26:33

恒壓供水控制柜控制單螺桿泵是由轉(zhuǎn)子和定子兩個零件構(gòu)成,轉(zhuǎn)子在定子中的運(yùn)動既包括繞定子中心的旋轉(zhuǎn)又包括繞自身中心的旋轉(zhuǎn),形成復(fù)雜的行星運(yùn)動。由于轉(zhuǎn)子和定子作行星運(yùn)動,使得兩部件的腔體內(nèi)產(chǎn)生一定的壓差,推動液體向上移動,將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液體的動能和勢能,從而實(shí)現(xiàn)泵的作用。為了滿足液體的連續(xù)性和移動性,單螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子運(yùn)動副需要滿足一定的條件:

(1)連續(xù)嚙合,這是單螺桿泵運(yùn)動的基礎(chǔ)要求;

(2)連續(xù)密封,水泵轉(zhuǎn)子與定子之間形成多個連續(xù)密封的腔體來傳輸介質(zhì);

(3)連續(xù)推移,單螺桿泵轉(zhuǎn)子與定子的相對運(yùn)動,使腔體的體積由大變小再變大的不斷變化,產(chǎn)生一定的壓差,推動介質(zhì)不斷向上運(yùn)動。


恒壓供水控制柜控制單螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子端面曲線統(tǒng)稱為線型。不同的轉(zhuǎn)子線型和定子線型形成不同的螺桿泵,在一定工況下,線型的幾何參數(shù)對單螺桿泵的性能存在緊密的聯(lián)系,通過對線型的分析和研究,為單螺桿泵的設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考信息,并提供相應(yīng)的優(yōu)化方案。

擺線方程可以作為定子或者轉(zhuǎn)子的平面線型方程。轉(zhuǎn)子和定子的平面嚙合可以看成兩齒輪的嚙合,當(dāng)知道了兩齒輪的瞬心線以及其中一個齒輪的齒形,可以通過包絡(luò)法和齒廓法線法求得另一個共軛齒形,即共軛線型。

圖1:包絡(luò)線形成示意圖


圖2:齒形嚙合基本足理


定子線型和轉(zhuǎn)子線型需要滿足共軛關(guān)系,但轉(zhuǎn)子骨線與定子骨線在固定接觸點(diǎn)處形成尖點(diǎn),加劇了轉(zhuǎn)子和定子之間的磨損。為了改善這種接觸狀況,在實(shí)際工作中,常常通過等距曲線來代替轉(zhuǎn)子骨線和定子骨線。由于骨線副為共軛副,那么與之對應(yīng)的等距曲線副也為共軛副,滿足前面所說的連續(xù)嚙合,連續(xù)密封和連續(xù)推移。


當(dāng)前,單螺桿泵的螺桿-襯套副斷面齒形采用以下三種形式:

(1)以短幅內(nèi)擺線的外等距曲線作為襯套的原始齒形曲線,求得共軛曲線作為螺桿的齒形曲線;

(2)以短幅外擺線的內(nèi)等距曲線作為螺桿的原始齒形曲線,求得共軛曲線作為襯套的齒形曲線;

(3)以普通內(nèi)外擺線作襯套或螺桿的原始齒形曲線,即襯套凹處部分為普通外擺線,凸處部分為普通內(nèi)擺線或者螺桿凹處部分為普通內(nèi)擺線,凸處部分為普通外擺線,求得共軛曲線作為螺桿或襯套的齒形曲線。


骨線上的曲率半徑隨著線型發(fā)生變化,如果骨線上某點(diǎn)的曲率半徑小于等距半徑,那么在此處就會發(fā)生等距曲線打扣現(xiàn)象。打扣現(xiàn)象產(chǎn)生的危害:當(dāng)打扣輕微,誤差較小時,可以通過調(diào)整定子橡膠襯套來補(bǔ)償,但是當(dāng)打扣比較嚴(yán)重時,就會破壞定子和轉(zhuǎn)子配合精度,不能滿足實(shí)際工況的需求。另一方面,打扣現(xiàn)象對定子和轉(zhuǎn)子共軛副嚙合質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響,使得連續(xù)密封的空腔在密封處質(zhì)量下降,也可能導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子的純滾動轉(zhuǎn)變成摩擦滾動,大大縮短了定子和轉(zhuǎn)子的壽命。由此可以看出,打扣現(xiàn)象對恒壓供水控制柜控制單螺桿泵的性能具有一定的影響,選擇合理的等距半徑具有非常重要的意義。

 


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