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螺杆压缩机转子的加工和齿数比选择

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2015/5/7 16:50:05

转子的加工

转子齿形种类繁多,变化多样,转子型线的不断更新改进,结合转子加工能力的进步,是螺杆压缩机性能大幅提高和*迅速扩大的根本原因。目前主流的加工方式为成型铣床加工和成形磨床加工。铣削加工主要采用英国Holoyd公司和国内青海第二机床制造有限责任公司(青海二机厂)的铣床,磨床则分为英国Holoyd公司、意大利Samputensili公司为代表的采用可磨削刚玉砂轮和德国kapp公司为代表的采用金刚砂砂轮这两类。前者针对砂轮磨损,砂轮转子加工中心距不断减少的情况,不断对砂轮进行修整,刃形随中心距变化而改变;后者则保持砂轮转子中心距不变,对磨损的砂轮进行涂镀再修正为原来的固定不变的刃形。目前,国内亦有机床厂分别按照上述思路进行磨床母机研发,如陕西汉江机床有限公司(原汉江机床厂)已制造出可修整砂轮型磨床,青海二机厂已制造出金刚砂砂轮磨床。磨削的加工精度和加工效率都显著高于铣削,是转子精加工的方式。

判断转子齿形的优劣,需要将转子副的效率、噪声和加工性能综合衡量判断。转子齿形的设计参数数量众多,各种参数的选择变化多样,所以转子齿形呈变化各异的多样性。对转子参数的选择,需要进行大量的计算选优,限于篇幅,不作过多展开。反映在加工性能中,首先要保证转子齿形的光滑性,磨床不适合加工齿形有尖点的转子。

l转子齿数比的选择

转子齿形一般指的是构成曲线的种类、数量和衔接顺序,而某一齿形可以以不同的齿数比的形式出现。图1(c)中以5:6齿的形式展示了复盛齿形,这也是复盛齿形的常见齿形。另一方面,复盛齿形可以演化出其他齿数比,图4分别给出了4:5齿、4:6齿、5:7齿、6:7齿等组成方式。

图4复盛齿形若干不同齿数比组合

从图4可以总结出一个规律:小齿数比的转子齿槽较深,槽内空间较大,即相同外径的转子,可以保证更大的气量;但同时轴径较细,刚度有所降低。因此,小齿数比的转子副一般用于低压比、大流量的场合;相反,大齿数比的转子副一般用于高压比、小流量的场合。一般而言,常见的阳转子齿数从3取到8,阴转子齿数为阳转子齿数加上1或者2。3:5齿作为小齿数比的代表,一般用作车用发动机进气增压器。而超大齿数比,一般用作单级较高压比的工况,如有德国公司选用了8:10齿制造了螺杆压缩机,从大气压直接压缩到20公斤排压。

在常见空压机和制冷机领域,曾有观点认为5:6齿优于4:6齿。而事实上,这个观点并不正确,只是5:6齿晚于4:6齿出现。二十世纪三十年代晚期,Lysholm已采用4:6齿,是螺杆压缩机转子型线发展中前期的常用齿数比,并作为了SRM系列齿形的经典齿数比。5:6齿则集中出现于二十世纪八十年代,而1999年构造的SRM_G齿形仍沿用过了4:6齿。各齿数比通过各自*巧妙的设计,都能呈现良好的综合性能和若干*的特殊性能。在常见空压机工况下,4:5齿、4:6齿、5:6齿、5:7齿均是可选范围,均可构造出型线,这也是各大转子生产商角力的主战场。

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