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生產(chǎn)負(fù)壓風(fēng)機(jī)新型密封材料（YQSM-01）在軸動(dòng)密封中的應(yīng)用單圓弧

YQSM-01密 封 材 料 介 紹
本廠是秦皇島燕秦納米科技有限公司的直屬企業(yè)。自2005年2月組建以來，以研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高效、節(jié)能環(huán)保的密封填料為己任，依托燕秦納米科技公司的人才優(yōu)勢(shì)，并聯(lián)合大連理工大學(xué)開發(fā)出具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的新產(chǎn)品：YQSM-01高效密封填料。該產(chǎn)品可較好地解決煉油、化工、電力等眾多行業(yè)中的風(fēng)機(jī)（泵）、閥門、攪拌器、減速機(jī)等設(shè)備的軸密封問題。
傳統(tǒng)的機(jī)泵軸的密封，盤根一直占據(jù)主導(dǎo)地位。不論是油寢盤根、還是石墨盤根，都要一根一根地填入機(jī)泵的填料箱內(nèi)。然后用壓蘭蓋壓緊，使盤根變形而抱緊軸桿，達(dá)到密封目的。盤根密封方式雖然形式單一、材料成本低，但它的壽命短、密封效果差、發(fā)熱量大、摩擦力及功率消耗大；其次是采用軸承壓蓋O型圈密封，雖成本較低，但壽命短，“跑漏油”現(xiàn)象嚴(yán)重，維護(hù)費(fèi)用高，且更換O型圈時(shí)耗工、耗時(shí)。
機(jī)械密封是另一種傳統(tǒng)的軸密封方式，雖然有不泄漏、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但是它造價(jià)十分昂貴，對(duì)制造、安裝、使用環(huán)境和維護(hù)的精度要求非常高，尤其不適合工藝介質(zhì)中含一定的雜質(zhì)顆�；蚝懈g性物質(zhì)。
產(chǎn)品性能
YQSM-01 高效密封填料，是選用多種高分子復(fù)合原材料和納米材料、經(jīng)特殊工藝合成的。它在非工作狀態(tài)下表現(xiàn)為柔軟、無固定形態(tài)的固體物。它綜合了傳統(tǒng)密封方式的優(yōu)點(diǎn)、克服了它們的缺陷、是一種密封性能佳、使用壽命長(zhǎng)、綜合費(fèi)用低的新型密封材料。本產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果和部分客戶設(shè)備的試用結(jié)果表明它具有下述性能。
1. 密封效果好、無泄漏、不需要冷卻水。
2. 摩擦系數(shù)小、自潤(rùn)滑性能好，可提高機(jī)泵效率（一般為 3 － 5 ％）。
3. 不磨損軸或軸套，足以滿足大修周期，不必拆開重裝，即使軸套已磨損，亦可放心填裝，不必更換軸套。
4. 降低噪音，改善了機(jī)泵周圍的環(huán)境。
5. 導(dǎo)熱效果好，無需水冷卻或沖洗，可避免介質(zhì)的無謂流失。
6. 化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕，適用于酸、堿及其它腐蝕性介質(zhì)。
7. 對(duì)帶有顆粒的復(fù)雜介質(zhì)使用效果同樣良好。
8. 使用壽命長(zhǎng)，該填料的年損失量小于10% 。
9. 安裝簡(jiǎn)便，無須對(duì)安裝人員進(jìn)行復(fù)雜的培訓(xùn)。
10. 一次安裝，一勞永逸， 維護(hù)量幾乎為零。
11. 庫存單一，只需準(zhǔn)備一種填料就可以滿足各種型號(hào)機(jī)泵的需要。
12. 產(chǎn)品從生產(chǎn)到安裝、使用中，均不出現(xiàn)污染現(xiàn)象，屬于典型的環(huán)保產(chǎn)品。
13. 綜合經(jīng)濟(jì)效益高。實(shí)驗(yàn)表明一臺(tái)75KW水泵使用本填料，第一年可節(jié)約綜合費(fèi)用80％，

第二年后每年可節(jié)約綜合費(fèi)用高達(dá)95％。
YQSM － 01 高效密封填料主要由以下原料合成。
1. 高強(qiáng)度聚芳酰胺纖維（美國杜邦公司研制生產(chǎn)）
2. 聚丙烯納米纖維（日本日立公司生產(chǎn)）
3. 聚四氟乙烯乳液
4. 耐高溫密封劑及潤(rùn)滑劑
5. 抗氧化劑、還原劑、增強(qiáng)劑、增塑劑

主要技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目

型號(hào) 承壓能力MPa 適應(yīng)溫度℃ 線速度m/s 含水量 擊穿電壓V PH 值 熔點(diǎn) ℃ 適應(yīng)介質(zhì) 備注
YQSM-01a 5.0 -40 — 120 12
摘要：本文介紹一種利用立式銑床工作臺(tái)的平移及工件軸心回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)銑削大直徑單圓弧線形葉輪葉片的加工方法，給出了有關(guān)參數(shù)計(jì)算公式。并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算和線形輪廓誤差分析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)螆A弧線形；葉輪葉片；銑削工藝；誤差分析

0　引言

單圓弧線形葉輪葉片是鼓風(fēng)機(jī)中的關(guān)鍵零件，它的制造方法有焊接、鉚接及硬鋁壓制等。本文介紹一種利用立式銑床工作臺(tái)面的平移及工件軸心回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)銑削大直徑單圓弧線形葉輪葉片的加工方法。推導(dǎo)出了有關(guān)加工參數(shù)的計(jì)算公式，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算和輪廓加工誤差分析。

1　銑制原理及結(jié)構(gòu)

單圓弧線形葉輪葉片的銑削裝置示意圖見圖1，是由立式銑床經(jīng)過改裝而成。銑制原理見圖2，將被加工的工件葉輪安裝在銑床附加的等分盤上，等分盤固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，使工件與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)同心，并緊固在一起，將銑床的工作臺(tái)絲桿接長(zhǎng)，使絲桿與掛輪工程的萬向連軸節(jié)作同步轉(zhuǎn)動(dòng)。只要合適地選擇掛輪比，可使銑床工作臺(tái)移動(dòng)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)復(fù)合成一條軌跡曲線，即可近似加工出所要求的單圓弧線形葉輪葉片。


1、 銑刀　2、工件　3、等分盤　4、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)　5、萬向連軸節(jié)　6、掛輪架
圖1　銑削裝置示意圖


圖2　銑削原理圖

運(yùn)動(dòng)分析與掛輪比的確定見圖2，葉輪上單圓弧線形的二個(gè)端點(diǎn)分別為A、B，弧即是要求的單圓弧，過B點(diǎn)作圓弧的切線交圓于F點(diǎn)，過A點(diǎn)作BF平行線交內(nèi)圓于C點(diǎn)。在切削開始時(shí)，使切線BF平行線交內(nèi)圓于C點(diǎn)。在切削開始時(shí)，使切線BF平行于臺(tái)面的縱向運(yùn)動(dòng)方向，于是銑刀從A點(diǎn)開始切削（偏心距為e）由于臺(tái)面的縱向運(yùn)動(dòng)加上葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得銑刀在葉輪上加工出一條近似的單圓弧曲線。當(dāng)臺(tái)面移動(dòng)距離時(shí)，葉輪旋轉(zhuǎn)角度∠BOC=θ0，銑刀至B點(diǎn)。因此工作臺(tái)的縱向移動(dòng)速度v和葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω之間的關(guān)系是

則掛輪比是：

式中：S——絲桿的螺距，mm；
θ0——工件轉(zhuǎn)角，度；
Zi——配制掛輪工程齒數(shù)。

2　參數(shù)計(jì)算

由上可知，加工單圓弧線形葉輪葉片的主要參數(shù)是：銑刀A點(diǎn)的位置，即偏心距e，的長(zhǎng)度，葉輪的旋轉(zhuǎn)角度θ0，以上參數(shù)均可由圖2幾何算出。

已知葉輪葉片的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)口角β1，出口角β2，進(jìn)口圓半徑r1=D1/2，出口圓半徑r2=D2/2，由圖2可幾何算出或由［1］得圓弧的半徑R為
　　R=(r22-R21)/［2(r2cosβ2-r1cosβ1)］ （1）

(1) 偏心距的計(jì)算
　　在ΔBOG中：
在ΔGOO1中：
在ΔAOO1中，由正弦定理可得，

或

又有∠AOL=∠AOO1-∠GOO1

（2）葉輪轉(zhuǎn)角θ0的計(jì)算
　　在ΔBOG中：∠BOG=90°-β1
　　在ΔCOH中：∠COH=arcsin(e/r1)

（3）工作臺(tái)移動(dòng)距離的計(jì)算

而

3　實(shí)例計(jì)算

　　已知：一臺(tái)離心鼓風(fēng)機(jī)的單圓弧線形葉片葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)為：進(jìn)口角β1=278°，出口角β2=50°，進(jìn)口圓半徑r1=150mm，出口圓半徑r2=250mm。
　�。�1） 參數(shù)計(jì)算
　　由（1）式可得R=714mm，將R值代入（2）式可得R0=585.5mm。
　　由（3）式可得，將，R0值代入（4）式可得∠GOO1=83.1°，由（5）式可得∠AOO1==，則由（6）式可得偏心距e=116.6mm。
由（7）式θ0=90°-β1-arcsin(e/r1)=11.18°
　　由（8）式速比計(jì)算，
實(shí)際調(diào)整后的掛輪比為：

（2） 誤差分析

由圖2可知，當(dāng)葉輪縱向運(yùn)動(dòng)距離為時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)過角度為θ，此時(shí)銑刀至M點(diǎn)，由此可得：，式中：，所以

令，則在ΔMOO1中，由余弦定理可得：
　　R2=ρ2+R20-2ρR0cos∠MOO1
令　

則　y=∠MOO1=∠GOO1+x+θ (10)

所以　R2=ρ2+R02-2ρR0cosy （11）

由（9）（10）（11）式可知ρ、y、R均為θ的函數(shù)，當(dāng)θ為不同值時(shí)，可求得相應(yīng)的ρ、y、R值，設(shè)輪廓誤差為ΔR，則SΔR=R-R。

由上例中，取一系列的θ值（0≤θ≤11.18°），將對(duì)應(yīng)分別求出的ρ、y、R和SΔR值列于下表。

由表可知，實(shí)際廓線比理論廓線稍凸，當(dāng)θ=6°時(shí)，ΔR=2.58mm，誤差最大。

4　結(jié)論

利用立式銑床改裝，配制掛輪，加工設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝成本低。當(dāng)調(diào)試完成后，由于單向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給，因而質(zhì)量穩(wěn)定。

該方法可以銑削各種單圓弧線形葉片及其它類偏心圓弧的線形，不受偏心尺寸限制，對(duì)于單圓弧直徑及偏心尺寸的各種變化只需調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)比，即調(diào)整配換掛輪就可滿足，不需其他附加設(shè)備，擴(kuò)大了銑床加工偏心圓弧的范圍，同時(shí)加工受力情況較好。

單圓弧線形直徑與葉片直徑比值愈大，則輪廓精度越高，因而銑削大直徑單圓弧曲線更顯其優(yōu)越性.

來源：佳工機(jī)電網(wǎng)



生產(chǎn)負(fù)壓風(fēng)機(jī)
負(fù)壓風(fēng)機(jī)廠家
車間通風(fēng)降溫

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