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l 轉(zhuǎn)子的加工
轉(zhuǎn)子齒形種類繁多,變化多樣,轉(zhuǎn)子型線的不斷更新改進,結(jié)合轉(zhuǎn)子加工能力的進步,是螺桿壓縮機性能大幅提高和市場份額迅速擴大的根本原因。目前主流的加工方式為成型銑床加工和成形磨床加工。銑削加工主要采用英國Holoyd公司和國內(nèi)青海第二機床制造有限責任公司(青海二機廠)的銑床,磨床則分為英國Holoyd公司、意大利Samputensili公司為代表的采用可磨削剛玉砂輪和德國kapp公司為代表的采用金剛砂砂輪這兩類。前者針對砂輪磨損,砂輪轉(zhuǎn)子加工中心距不斷減少的情況,不斷對砂輪進行修整,刃形隨中心距變化而改變;后者則保持砂輪轉(zhuǎn)子中心距不變,對磨損的砂輪進行涂鍍再修正為原來的固定不變的刃形。目前,國內(nèi)亦有機床廠分別按照上述思路進行磨床母機研發(fā),如陜西漢江機床有限公司(原漢江機床廠)已制造出可修整砂輪型磨床,青海二機廠已制造出金剛砂砂輪磨床。磨削的加工精度和加工效率都顯著高于銑削,是轉(zhuǎn)子精加工的首選方式。
判斷轉(zhuǎn)子齒形的優(yōu)劣,需要將轉(zhuǎn)子副的效率、噪聲和加工性能綜合衡量判斷。轉(zhuǎn)子齒形的設計參數(shù)數(shù)量眾多,各種參數(shù)的選擇變化多樣,所以轉(zhuǎn)子齒形呈變化各異的多樣性。對轉(zhuǎn)子參數(shù)的選擇,需要進行大量的計算選優(yōu),限于篇幅,不作過多展開。反映在加工性能中,首先要保證轉(zhuǎn)子齒形的光滑性,磨床不適合加工齒形有尖點的轉(zhuǎn)子。
l 轉(zhuǎn)子齒數(shù)比的選擇
轉(zhuǎn)子齒形一般指的是構(gòu)成曲線的種類、數(shù)量和銜接順序,而某一齒形可以以不同的齒數(shù)比的形式出現(xiàn)。圖1(c)中以5:6齒的形式展示了復盛齒形,這也是復盛齒形的常見齒形。另一方面,復盛齒形可以演化出其他齒數(shù)比,圖4分別給出了4:5齒、4:6齒、5:7齒、6:7齒等組成方式。
從圖4可以總結(jié)出一個規(guī)律:小齒數(shù)比的轉(zhuǎn)子齒槽較深,槽內(nèi)空間較大,即相同外徑的轉(zhuǎn)子,可以保證更大的氣量;但同時軸徑較細,剛度有所降低。因此,小齒數(shù)比的轉(zhuǎn)子副一般用于低壓比、大流量的場合;相反,大齒數(shù)比的轉(zhuǎn)子副一般用于高壓比、小流量的場合。一般而言,常見的陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)從3取到8,陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)為陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)加上1或者2。3:5齒作為小齒數(shù)比的代表,一般用作車用發(fā)動機進氣增壓器。而超大齒數(shù)比,一般用作單級較高壓比的工況,如有德國公司選用了8:10齒制造了螺桿壓縮機,從大氣壓直接壓縮到20公斤排壓。
在常見空壓機和制冷機領域,曾有觀點認為5:6齒優(yōu)于4:6齒。而事實上,這個觀點并不正確,只是5:6齒晚于4:6齒出現(xiàn)。二十世紀三十年代晚期,Lysholm已采用4:6齒,是螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子型線發(fā)展中前期的常用齒數(shù)比,并作為了SRM系列齒形的經(jīng)典齒數(shù)比。5:6齒則集中出現(xiàn)于二十世紀八十年代,而1999年構(gòu)造的SRM_G齒形仍沿用過了4:6齒。各齒數(shù)比通過各自獨特巧妙的設計,都能呈現(xiàn)良好的綜合性能和若干獨特的特殊性能。在常見空壓機工況下,4:5齒、4:6齒、5:6齒、5:7齒均是可選范圍,均可構(gòu)造出高效型線,這也是各大轉(zhuǎn)子生產(chǎn)商角力的主戰(zhàn)場。