一種高效輸送螺杆的製作方法
2023-12-01 12:26:56 1
在液體輸送設備領域，大至遠距離原油生產輸送，小至一些產品原料輸送，都要使用加壓的泵類設備。其中，螺杆類泵具有壽命長，連續性能好，可靠性高等優點。本發明是一種應用於液體輸送的高效輸送螺杆。
背景技術：
：螺杆泵的核心零件是螺杆。形成輸送螺杆工作特性的主要方面是，螺杆螺旋曲面形狀，螺杆螺旋升角，螺桿頭數等。其中，螺杆截面形狀以及由此形成的螺旋曲面是決定螺杆工作特性的關鍵。長期以來，在螺杆截面形狀設計中一直延續運用簡單曲線形成易加工曲面的原則。但是，以簡單曲線形成的螺杆截面，不能很好保證嚙合間隙和嚙合曲線長度，造成螺杆傳輸效率和壽命達不到使用預期。究其原因，主要是設計方法的落後和加工手段不能保證複雜曲面質量的限制。本發明提供一種以使用要求為目標進行螺旋曲面優化的高效輸送螺杆。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種高效輸送螺杆。對兩剛體共軛嚙合的曲面為共軛曲面的情況，則兩共軛曲面就可以由接觸曲線做掃掠運動生成，而接觸曲線必然可以由平面共軛曲線上的接觸點經掃掠運動生成。因此，共軛嚙合曲面可以通過確定一系列的平面共軛曲線坐標系的空間掃掠運動來生成。顯然，確定平面共軛曲線和其空間掃掠運動是確定共軛曲面的關鍵。本發明採用多參數方法表示螺杆螺旋曲面，通過旋轉矩陣進行包絡變換，進而構建空間坐標變換的複合變換，把變換關係表示成矩陣方程形式，從而使預期設計目標的參數具體化，便於設計預期目標的參數化實現。得到的螺旋曲面參數方程為：按照本發明，高效螺杆付由一對平行軸差速左右螺旋共軛曲面組成，為滿足連續傳動條件，並使實際產品製造方便，經濟性好，設定凸螺杆為單頭右旋等升距圓柱螺旋面，凹螺杆為四頭左旋等升距圓柱螺旋面。在實際產品設計中，可以以凸螺杆為中心，與數個凹螺杆嚙合共同組成輸送螺杆組。按照本發明，根據螺杆設計使用壽命要求和選用的螺杆材料不同，可以選擇凸螺杆的轉動角速度是凹螺杆轉動角速度的N倍。本發明為4倍。按照本發明，兩螺杆螺旋曲面沿軸向處處接觸。按照本發明，根據實際輸送液體的粘度和輸送效率要求，可優化選取凹螺杆的螺距是凸螺杆的N倍。本發明為4倍。附圖說明附圖結合實施實例說明本發明的具體原理和結構，其中：圖1是一種高效輸送螺杆的嚙合實體圖；圖中，1是凸螺杆，2是凹螺杆。圖2是本發明的端面截形實體圖，圖中，1是凸螺杆，2是凹螺杆。圖3是本發明的端截面和坐標示意圖，圖中，1是凸螺杆，2是凹螺杆。端面曲線的ab段為螺杆1與螺杆2端面曲線的接觸段，bc段為過渡段，cd段為基體圓柱的外圓。具體實施方式按照附圖，為本發明一種高效輸送螺杆的實施實例。對兩剛體共軛嚙合的曲面為共軛曲面的情況，則兩共軛曲面就可以由接觸曲線做掃掠運動生成，而接觸曲線必然可以由平面共軛曲線上的接觸點經掃掠運動生成。因此，共軛嚙合曲面可以通過確定一系列的平面共軛曲線坐標系的空間掃掠運動來生成。顯然，確定平面共軛曲線和其空間掃掠運動是確定共軛曲面的關鍵。本發明採用多參數方法表示螺杆螺旋曲面，通過旋轉矩陣進行包絡變換，進而構建空間坐標變換的複合變換，把變換關係表示成矩陣方程形式從而便於設計預期目標的參數化實現。得到的螺旋曲面參數方程為：根據上式，取r＝20mm，φ為螺杆外徑，取φ＝60mm。計算得到螺杆端面曲線數據為：由於端面截形的對稱性，在此僅計算一半具體數據，見下表。螺杆一的端面截形ab段坐標數據：X1Y1Z158.58427.3910058.79956.8250059.08995.9643059.30205.2376059.48644.5034059.64293.7627059.77123.0167059.87122.2663059.94271.5127059.98570.756906000螺杆一的端面截形bc段坐標數據：X1Y1Z1-9.552738.84340-3.994240.069201.852340.959908.160841.3793015.037841.0869022.482939.7683030.360937.0768038.389832.6839046.145626.3333053.084817.8915058.58427.39100螺杆二的端面截形ef段坐標數據：按照實施實例，本高效螺杆付由一對平行軸差速左右螺旋共軛曲面組成，為滿足連續傳動條件，並使實際產品製造方便，經濟性好，設定凸螺杆1為單頭右旋等升距圓柱螺旋面，凹螺杆2為四頭左旋等升距圓柱螺旋面。在實際產品設計中，可以以凸螺杆為中心，與一個、兩個、三個凹螺杆嚙合共同組成輸送螺杆組。也可以設計成非圓柱和非等升距螺杆付，完成輸送要求，但其加工製造難度較大。螺桿頭數可以根據實際需要確定，但嚙合螺杆之間的角速度與螺距必須對應。按照本實施實例，根據螺杆設計使用壽命要求和選用的螺杆材料不同，可以選擇凸螺杆1的轉動角速度是凹螺杆2的角速度的N倍，本發明為4倍。兩螺杆曲面沿軸向處處接觸。例如，設計使用壽命長，則將凸螺杆的材料選定為高合金結構鋼，凸螺杆的角速度較低，為凹螺杆的2倍。按照本實施實例，兩螺杆螺旋曲面沿軸向處處接觸，數控工具機實際製造數據顯示，結果得到驗證。按照本實施實例，根據實際輸送液體的粘度和輸送效率要求，可優化選取凹螺杆2的螺距是凸螺杆1的N倍。本發明為4倍。輸送效率要求高，按照本發明構成的高效輸送螺杆因實際無間隙嚙合曲線長度大於其他輸送螺杆，因此使用壽命長，液體殘留量小，形成公稱壓力大，輸送效率高。當前第1頁1 2 3