擺線齒輪泵內轉子加工工藝及工裝設計

1、擺線齒輪泵內轉子加工工藝及工裝設計1 三至量堡 GngyiyuJishu擺線齒輪泵內轉子加工工藝及工裝設計孟華峰（泰州機電高等職業(yè)技術學校，江蘇泰州225300）摘要:擺線轉子泵具有體積小，結構緊湊,零件少，重量輕,噪聲低，工作平穩(wěn),自吸性 強及良好的高轉速特性等特點，廣泛用于紡機,印機，機床，輕工機械等需低壓連續(xù)潤滑或間斷供油潤滑的機械設備上.分析了內轉子齒 廓為短幅外擺線圓內等距線，而不宜采用普通外擺線及長幅 外擺線的原因，確定了磨削參數(shù),機床的改裝方法及專用工藝裝備.關鍵詞:擺線齒輪泵:內轉子;工藝;工裝液壓泵主要分為齒輪泵，葉片泵,柱塞泵3類擺線類液壓泵 歸屬齒輪泵類型.擺線齒輪泵結構

2、緊湊，自吸能力強，傳動平穩(wěn).擺 線轉子油泵簡稱擺線泵，它與漸開線外嚙合齒輪泵相比，具有結構 少,體積小，單位面積排量大,噪聲低，流量脈動小，自吸性能好，適 于高轉速等優(yōu)點在采煤機液壓回路中，主要應用在輔助供油系統(tǒng) 回路中內外轉子（擺線齒輪泵）工作時最高壓力為25kg/cm,屬低 壓工作.考慮瞬時啟動及停車等悄況產生的液壓沖擊，對內外轉子 造成一定的短時高壓力，因此工藝上應在提高齒形表面硬度的同 時提高內外轉子的綜合機械性能山于以上優(yōu)點，擺線轉子泵廣泛 應用于汽車,拖拉機，摩托車潤滑油泵.1擺線轉子泵內轉子磨削1.1擺線轉子泵的嚙合性質所謂擺線是當一半徑為的滾圓（也稱動圓,發(fā)生圓或生成圓）沿著一

3、條定直線作純滾動時，其滾圓圓周上某一點E所畫出 的平面曲線稱之為擺線，或旋輪線.有時為了與其他形式的擺線區(qū) 別,也將其叫做普通擺線或平線.之所以稱為擺線,是源于擺鐘的 等時運動元件鐘擺的擺動軌跡釆用了該曲線形式還因質點在重 力的作用下從一點滾到巧一點時，沿著普通擺線的路徑滾過后所 用時間最短.從嚙合原理的角度來看,擺線轉子泵屬于擺線針齒內 嚙合轉動傳動中內齒輪（即外轉子）的輪齒齒廓（即針齒）是以d 為直徑的圓弧，小齒輪（即內轉子）的輪齒齒廓是圓弧的共輒曲線， 即圓弧中的軌跡n（通常為整條的短幅外擺線）的等距曲線口.1-2內轉子的齒廓曲線的形成擺線齒輪內轉子的齒廓形線是山短幅外擺線而來的，如圖1

4、 所示，當滾圓山軸上位置以逆時針方向沿半徑為的導圓滾動 周長到QL位置時，該圓內距Dr為e的動點E則畫出了一拱短幅 擺線，此擺線即為內轉子理論輪廓線,其幅高h=2e.沿短幅外擺線 上取若干點為圓心，并以n為半徑畫若干圓,這些圓的內側的包絡 線即是內轉子的一個齒廓,即為內轉子實際廓線，該廓線稱為短幅 外擺線圓內等距線.內際跡圓;/圖1擺線齒廓的形成1.3內轉子零件加工主要技術參數(shù)內轉子齒數(shù)=6,外轉子齒數(shù)7,創(chuàng)成半徑R=27,偏心距e=2.&齒形元半徑n=9.5.技術參數(shù)為表面滲碳深度0.91.2nlin, 淬火硬度HRC5862;曲面母線對粗糙度0.2端面的不垂直度允差 0.005m/n,對6

5、19o0的不平行度允差O.Oimill;22尺寸與外轉子118配制，比外轉子小0.0020.004min;齒形按坐標點仿制，并與配對 的外轉子對研，兩凸點的間隙為0.0540.07mm;齒的等分允差土4,周節(jié)累積誤差小于6;齒面對19o0ot,的徑向跳動允差0.02 lTlln端面的平面度允差0.021TI1TI;材料為20CrMo低碳合金鋼.內 轉子如圖2所示.AA圖2內轉子零件結構圖2內轉子的工藝裝備設計根據(jù)擺線轉子泵的嚙合性質和內轉子曲線的性質，對內轉子 擺線的磨削方法采用范成法磨削如圖3所示，電機2(N=800W, n=1380r/min)經皮帶輪(96/86)傳動兩級渦輪付(1/30

6、X1/30)帶 動偏心套筒9轉動，電機2轉動偏心套筒9的轉速為1380X 96/86Xl/30Xl/3o=1.711 r/min,偏心套筒內孔偏心距為 2.8nin, 偏心套內裝與之精密配合的心軸4,心軸左端固裝內轉子5,其齒 形為短幅外擺線的等距線，齒數(shù)=6,并與定子針齒13相嚙合，因 為該定子不受體積限制，所以針齒16為19+0.n,03:)mm圓柱鑲于 殼體8上，成為定子,其齒數(shù)7,心軸右端固定安裝對刀樣塊 1O,工件14用螺母固定在心軸4上.當電機2帶動偏心套9轉動 時，如偏心套筒轉動方向為順時針，轉速為nG=1.711r/min,則心 軸4的軸心線將以2.8111111偏心距為半徑，

7、繞0圓心也以轉速 nG=1.711r/min公轉，轉向亦為順時針方向轉動，心軸左端固聯(lián)的 內轉子5,也隨心軸4作公轉，同時內轉子5 乂與定子針齒13相 嚙合,受定子針齒的反作用，使內轉子與心軸4 乂繞其自身軸線 0,以nZ轉速逆時針自轉,因為乙=1,每當偏心套筒9轉一周 時,內轉子5就向相反方向轉過一個齒，當偏心套轉zl轉時，內轉 子5將反轉一周，心軸4右端的工件11于左端的內轉子5運動相 同，并與R=9.50圓弧砂輪相嚙合，裝在M7130平面磨床主軸上的 片狀砂輪15,在徑向剖面內，修整成9.5n,圓弧,為保證砂輪在 每次修整后都能與夾具，工件處于范成運動的準確相對位置，因而 將電機，夾具與

8、砂輪修整均固定在底座1上,安裝時嚴格將定子針 齒13中心位置(B-B端面圖示位置)，與砂輪修整15回轉中心對 中，整體夾具一起固定去掉磁盤的M7130平面磨床工作臺上，這 樣就可以保證砂輪每次修整后都能與丄件處于準確的范成運動位 置上，工作臺帶動卡具往復運動磨削,砂輪頭架上下為進給運動.圖3擺線齒輪泵內轉子工藝裝備圖1一底座2一電動機3 皮帶輪4 一中I心軸5 一內轉子6一砂 輪罩7 一蝸輪8 一殼體9 一偏套1O 一對刀塊11 一工件12 一固定針齒13 一砂輪修整器14-砂輪3加工工藝過程及工藝參數(shù)剪床下長料后，內孔（bl9o-ol3,$成18粗糙度1.6,然后以一刀下端面為基準，修磨兩端

9、面，作為粗切齒的定位基準滲碳，淬火 等熱處理后，再重新修磨定位基準.內孔咖1刪磨成中咖19啷，作 為最后精切齒工藝基準工件從毛坯到產品的加工過程中，材料去 除量較大，為保證加工精度，防止變形,粗切齒使用成形銃刀加工， 半徑方向余量取為0.250.30min,將大部分加工余量切除，并為 下道工序作好定位基準準備擺線內轉子材料為20CrMo,熱處理 GngyiyuJishu 三至量后，合適的磨削參數(shù)如下:砂輪轉速=1700r/min,粗磨徑向進給 tl=0.010-0.015ran 1 （半徑）,精磨徑向進給 tv0.0050.01 Omm（半 徑）.當轉子回轉角速度一定時，位于曲線拐點處范圍的速

10、度較齒頂 處為高，因為這部分齒面為主要受壓區(qū),進給速度選擇以此處為準. 當砂輪直徑和轉速一定時，工件最佳回轉速度為1.736r/min.4結語擺線轉子油泵簡稱擺線泵，它與漸開線外嚙合齒輪泵相比，具 有結構少,體積小，單位面積排量大,噪聲低，流量脈動小，自吸性 能好，適于高轉速等優(yōu)點.通過論述內轉子齒廓的形成過程，分析 了內轉子齒廓為短幅外擺線圓內等距線，而不宜采用普通外擺線 及長幅外擺線的原因，確定了磨削參數(shù)和機床磨削專用工藝裝備 設計.參考文獻Eli馮詩愚，等.內嚙合擺線轉子壓縮機型線連續(xù)性條件研究J.西 安交通大學學報,2009（1）:45-48E20毛華永，等擺線轉子泵轉子結構參數(shù)的確定

11、J.農業(yè)機械學報,2006(2):73 753 毛華永，等.擺線轉子式油泵齒廓的形成與參數(shù)方程的建立J. 山東大學學報(工學版),2002(1):34-374 馮顯英，王清，等.齒輪加工成形的運動學分析EJ.山東工業(yè)大學 學報,2000(3):101 106E50宋如鋼，等.新型擺線轉子泵嚙合特性的研究J.粉末冶金技術, 2007(2):24 26收稿日期:201卜o4 一 06作者簡介:孟華峰(1973 一)，男，江蘇泰州人，講師，主要從事機加 工工藝教學,職業(yè)教育管理工作.(上接第117頁)圖1中，電機輸出模型分別設置了電機線電壓檢測模塊和定子電流檢測模塊，其中定子電流在經過低通濾波模塊濾

12、波降噪之 后進入數(shù)字平均值采樣模塊，采樣模塊將定子電流的采樣值送入 在線尋優(yōu)模塊，與理想的優(yōu)化值進行對比，試圖尋找到優(yōu)化后的理 想輸出電壓值，并減去山電機線電壓檢測環(huán)節(jié)反饋回來經低通濾 波之后的線電壓,將確定的輸出電壓傳遞給調壓模塊，從而實現(xiàn)對 電機線電壓的動態(tài)調節(jié)，以達到節(jié)能控制的I標.2.3電機狀態(tài)監(jiān)測及狀態(tài)維修策略的應用電機，尤其是大型電機，其運行狀態(tài)與能耗有很大的關聯(lián)性.根據(jù)前人的相關研究，對電機實現(xiàn)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測以及合理 的后期維護保養(yǎng)策略，能夠在很大程度上改善電機的運行特性，并 能夠有效節(jié)能(可以節(jié)能26%).為此,開展電機狀態(tài)監(jiān)測及狀態(tài)維 修策略的應用很有必要.對電機實施狀態(tài)

13、監(jiān)測，就是對電機的輸出特征參數(shù)進行實時 檢測，如電機輸出電壓，輸出電流,輸出轉矩等特征參數(shù)，通過設置 合理的傳感器監(jiān)測并采集這些參數(shù)，再納入負反饋環(huán)節(jié)實現(xiàn)對電 機的閉環(huán)控制，可以進一步提高電機的運行特性和運行效益，真正 實現(xiàn)電機能耗的降低.隨著電機服役和運行時間的增加，其各部分功能部件勢必會 發(fā)生老化，變舊等現(xiàn)象，造成電機能耗加大.為此，還需要為電機制 定合理的狀態(tài)維修策略過去，我國對機電設備普遍采取事后維修 的方式，這帶來了維修過剩，維修不足和盲LI維修的結果,人為造 成了電機運行狀態(tài)提前下滑其至惡化，導致電機能耗過高且未到 服役期便宣告報廢.因此，對電機運行實施狀態(tài)維修策略就更有必 要狀態(tài)

14、維修策略是指定期對電機實施”體檢”，通過一系列體檢參 數(shù)來確定其運行狀態(tài)，并建立相關數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)的分析提早 發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的電機故障,有針對性地進行維修，進而實現(xiàn)控制電 機能耗，節(jié)能減排的U標.電機的狀態(tài)監(jiān)測與狀態(tài)維修在很大程度上決定了電機真正的 節(jié)能效益及其服役壽命電機能耗決定了其服役壽命，因此，不管 是要實現(xiàn)節(jié)能減排，還是要實現(xiàn)電機服役壽命最大化，都必須控制 電機能耗本文探討的電機軟起動節(jié)能控制系統(tǒng)以及電機狀態(tài)監(jiān) 測,狀態(tài)維修策略的應用，都能在一定程度上控制電機能耗，延長 電機服役壽命.3結語社會經濟發(fā)展的每一方面兒乎都離不開電力能源，而廣泛應 用于各個領域的電機乂是其中的用電大戶，因此，如何控制電機能 耗在很大程度上決定了能源合理應用及節(jié)能減排U標能否實現(xiàn). 本文簡單探討了電機節(jié)能技術的應用，并設汁了閉環(huán)軟起動控制 系統(tǒng)來實現(xiàn)電機起動過程中的節(jié)能控制，對于電機節(jié)能技術在實 際