双转子泵最主要的两个部件一是两个转子和两个传动齿轮。
1 高精度转子制造
①高精度生产设备
转子泵生产配备目前国际最先进和最实 用的各类转子加工设备、热处理设备, 国外的设备如 意大利Saporiti 公司的转子铣床、德国 Klingelnberg 公司的 HNC3 5SL 转子磨床、英国 Holroyd公司的 TGI 检测设备精度等等。 50E 或 TG350E 转子磨床、瑞士 Reishauer公司的 RG 系列螺纹磨床等; 只有提高母机的精度,才能大幅度提高转子的制造精度。
②改进的转子的制造工艺
a. 采用合理的制造工艺。为提高转子的制造精度, 可以采用如下的典型工艺: 锻坯→车削→粗铣→热处理→外圆磨削→数控转子磨削→布轮抛光。
b. 对于直径较大的转子,在锻造工艺允许的条件下,尽量采用锻造毛坯。
c. 转子在加工工序之间和成品存放过程中一律采用吊装方式。
d. 采用涂层代替镀铬的表面处理方法。由于粉末涂层硬度高, 抗磨性好, 致密均匀, 使得转子的耐蚀性和耐磨性更好, 从而提高了泵的使用寿命。
e. 用精磨代替精铣。铣削能达到的型线精度和表面粗糙度是比较低的, 随着转子型线尺寸及形状精度要求的提高,精铣已很难达到设计要求。由于双转子泵转子往往需要淬硬, 而精铣在淬硬前进行,热处理后的变形只有用精磨才能消除, 否则转子副的啮合精度很低, 泵的性能必然很差,转子副的转子寿命也很短。
f. 用布轮抛光代替砂带抛光。采用布轮抛光可以改善生产环境, 并保证不破坏精磨后的转子尺寸及形状精度, 并进一步减小转子表面粗糙度值, 增加螺 杆的使用寿命。
(2) 高精密同步传动齿轮
双转子泵泵内有一对模数和齿数都相同的同步齿轮, 保证转子之间不接触转动,即使短时间干运转也没有危险。双转子泵同步齿轮的表面糙度和啮合误差, 不仅可以引起噪声,还影响传动精度。影响齿轮加工精度的因素很多如机床和刀具精度、加工方法、测设备精度等等。
①合适的制造工艺
a. 高精度的机床和刀具。.
b. 根据齿轮运行时的圆周速度选择加工方法。通常,当圆周速度 v (ms)在0. 8 ～4 之间时, 应选用一般的加工方法; 当 v 在4～12 之间时,应选用一般精加工或磨削方法;当 v在 12～60 之间时, 应选用超精加工方法。同步齿轮的圆周速度通常在12ms 左右。因此, 一般都采用精加工或磨削方法, 以提高同步齿轮的表面质量,延长使用寿命。
②选择合理的热处理方式。正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序, 它可以使同批坯料具有相同的硬度, 便于切削加工,并使组织均匀, 消除锻造内应力。调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能, 提高齿轮心部的强度和韧性,使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。高频淬火及低温回火是赋予齿 轮表面性能的关键工序, 感应加热表面淬火可以在工件表层得到极细的“隐晶马氏体”组织, 从而提高齿轮表面硬度和耐磨性,并使齿轮表面有压应力存在而增加抗疲劳破坏的能力。
2 完善检测手段
(1) 零部件的检测
①转子的尺寸和形状精度应该在回转状态下进行动态检测。可以采用数控数量中心 ( 如德国 Klingelnberg 公司的PNC65 、Mahr 公司的Primar 测量仪等)代替传统的三坐标测量机检测转子的全部尺寸及型线等几何形状精度。
②热处理后应对转子的内在质量如金相组织、硬度和机械性能等进行检测。转子精磨后应采用专门设 计的转子动态精度检验仪全面检查转子的尺寸和形状精度。
③采用转子副精度检查仪对转子副啮合精度 (回转精度及间隙的均匀性进行检测。
④对同步齿轮进行静态和动态精度检测。
(2) 装配精度检测
①同步齿轮的齿面间隙检测。在安装轴时, 对齿面间隙进行严格的检测。在装配齿轮时,应保证主动轴必须在两个方向轻微转动, 而从动轴不会随之转动。否则,必须改变调整垫圈的厚度, 使齿面间隙符合工作性能的要求。
②啮合情况检测。同步齿轮的啮合情况对泵工作转速的平稳性有直接影响, 啮合不好会引起泵的流量及压力脉动。在装配时, 必须利用塞尺在360°范围内检查齿轮的啮合情况。如果泵适于双向转动,
(3) 泵的工作特性检测
泵的工作特性进行综合检测。包括泵的举升特性、排量特性、能耗特性、使用寿命及振动等工作特性的检测。
3 改善泵工作条件
(1) 转速齿轮的圆周速度对齿轮的工作性能和使用寿命有很大影响。外置轴承的双转子泵,其同步齿轮的圆周速度一般应在12ms 左右。工作转速过低时,由于滑动速度过小,齿轮与齿面之间不能形成油膜,使得 轮处于干摩擦状态,造成泵流量不稳定, 出现压力脉动等现象。工作转速过高,由于润滑油飞溅, 同样会产生干摩擦,使同步齿轮发生过热和粘合现象, 造成泵的工作性能不稳,使用寿命降低。
(2) 润滑方式
润滑可以显著减小由于摩擦引起的齿轮磨损。外置轴承的双转子泵一般都限制在1450rmin的转速内, 所以同步齿轮通常采用油浴润滑。若工作转速较高, 可以采用喷油润滑, 即在两齿廓脱离啮合处喷入油流进行润滑。
(3）工作温度
任何一种转子泵都有其许用温度范围。双转子泵的温度范围通常为-15 ℃～280 ℃。泵在工作过程中,由于转子和定子间摩擦、同步齿面间摩擦等因素产生的热量,使泵的温度升高。如果工作温度超过最大许稳定,引起流量脉动和压力脉动, 降低泵的性能和使用寿命。因此,必须采取降温措施, 如自然冷却、热辐射、热传导或冷却水散热等方法。
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