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1、西安交通大学学报.4期Vol21从4第21卷第产JOURNALOFXlANJIAOTONGUNIVERSITYAug19871987年8月螺杆机械啮合间隙及其变动最的研究熊则男钱兴华肖大刚化学与化学工程系)摘要螺杆机械是近廿年来飞速发展起来的一种容积式回转机械.本文介绍了螺杆机:、,,械关健技术之一啮合间隙与其变动量曲面精度的研究内容包括测量装置实.浏和工艺分析,以及啮合间隙与其变动量对性能指标的影响:螺杆;;主题词压缩机转子啮合:T旦中国图书资料分类法分类号4“符号。D饥G定容比热少转子直径奋比热比质量夕压力温度才时间肠戊比内能V容积换热系数、刁,啮合间隙用于补偿两转子加工误差部份啮合间隙
2、用于补偿力热变形及密封存液部份啮合间隙旬P密度转角角速度:下标的含义,十1:一1后一基元容积前一基元容积吕g汽体低压区名液体一一本文收到日期1986012210西安交通大学学报第21卷1存在的一个关键技术问题螺杆机械是近廿年来飞速发展起来的一种容积式迥转机械,它是利用一对设置于机壳内的螺旋、;,形阴阳转子的啮合转动来输送流体借助齿槽位置和容积的变化使流体压缩或膨.、.胀,)完成其压力的升高〔或降低)螺杆机械主要包括螺杆压缩机螺杆泵和螺杆膨胀机由于螺杆机械是容积型的迥转机械,所:以它兼有迥转式和容积式两者的突出优点洁构紧凑,,易损;,,,,,零件少件少排温低流体脉动小振动小噪声小对湿冲程不敏感
3、对负.;,可靠性高,,维修方便荷可进行无级连续调节运行性能稳定检修周期长这种机,、、、、械的优越性决定了它的用途极为广泛可应用在原子能空气动力石油化工炼油、、、、、制冷、空调、医药工业等方面.尤其是螺杆机械在工气体分离纺织船舶食品作时因其工,,,作腔内完全无接触即转子与转子间转子与机壳之间不发生任何接触故没有,,、不,、、、摩擦摩损不需润滑会污染被压缩的流体至使它在化工食品医药空气净化等..,,,领域内有着特殊的使用价值因此螺杆机械的发展速度很快仅从销售量来看例如1975年.,西德螺杆压缩机的年产量已占压缩机总产量的25拓tl螺杆压缩机在西欧1977年产量为.1960年的30倍(:),但,螺
4、杆机械结构虽简单要设计并制造出高质量的螺杆机涉及的学术领域很广一些特、,.殊的关键性问题难度很高螺杆机械啮合间隙及其变动量的研究就是其中之一项内容螺.一,杆机械的核心件对高速迥转的转子既是相对运动件又是自身密封件在满足工作状—,,力、热变形及态(热态)最佳密封的条件下如何选取冷态啮合间隙以补偿加工误差贮存.,这是,密封液体螺杆机械存在的一个关键技术问题若冷态啮合间隙选取过小在工作状态(,;热态)下将引起转子烧伤或卡死当压缩易燃易爆气体时还可能会发生恶性事故若冷态.间隙选取过大,,,能耗增加将引起介质泄漏使机器的容积效率降低啮合间隙的补偿因素如图1所六.口(林)公差上限由复杂型线组成的两转子螺
5、旋曲面的.,、住、,.误差是啮合间隙补偿值中占比例最大口」卜工J刁的、最复杂、最灵活多变的因素.函数矢公差下限量与设计参数间可:以写成一个设计矩阵个‘口.r.户下R飞J.L肠11肠l么J飞I‘「毛!l,一D(mm)L力R肠:10名么式(,a,,,a::,。:;,。2:1)中皆非零系图1数;右,:分别为主动转子的端面型线参刁1一用于补偿加工误差的啮合间隙值.,,J:一用于补偿力热变形及储存油膜的啮合间隙值数及螺旋线参数这是个对偶矩阵系用.函数空间来描绘物理(几何)空间由此式可见,改变:,尸R(主动转子型面)只要改变.t,:,这时,中任一个参数或两者同时变化FR(从动转子型面)也作主相应的变化,
6、,,,二因此为获取最佳啮合间隙及其变动量必须减少曲面误差进行亡两方面的误差.以求取原始工艺因素,,以提高螺杆机分离将加工过程检验性能指标作有机联系——第‘期螺扦机械啮合间隙及其变动量的研究械的性能为.最终目的2共扼件啮合精度的运动测试与工艺分析装置,“在武汉冷冻机厂与汉江机床厂的协作下作者用共扼件啮合精度的运动测试与工艺分”“”,,同时析装置(以下简称装置)完成了啮合间隙及其变动量的综合测量侧出影响啮、..合间隙的主要因素螺旋误差分度误差及布点检测型线误差装置实物见图2—图乙共扼件啮合精度的运动测试与工艺分析装置局部图,使装置的理想中心距为一对装置按啮合原理设计转子端面理想型线处于啮合状态时
7、的,处于此中心,中心距距时啮合点的位置为零点用一对可加工或鉴定到足够精度的样板调整.,通过相对量法,传感器的初始位置可测出工件误差的绝对值传感器位置按对应啮合点布置.故记录仪记录下的成对曲线是一对对应啮合点每瞬时啮合间隙的绝对值:在,对应啮合点选择的原则如下阳转子各典型的型线段上分别选取一个测量点用坐标.,转换的方法取得转子上各对应啮合点的理论值以名义直径为价20的转子为例其测点选,1、.择见图3阴阳转子型线
