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發(fā)表日期:2013-06-06 點(diǎn)擊次數(shù): 1135
傳統(tǒng)計(jì)量泵的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
計(jì)量泵的流量可通過改變行程、轉(zhuǎn)速或行程和轉(zhuǎn)速均改變來調(diào)節(jié),通過對(duì)泵的行程機(jī)構(gòu)相銜接的電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的控制,可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量泵流量的電、氣自動(dòng)調(diào)節(jié)。圖1所示為典型的N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
計(jì)量泵的工作原理:電機(jī)與蝸桿通過連軸器連接,經(jīng)過蝸輪使下套筒減速轉(zhuǎn)動(dòng),通過下套筒內(nèi)的滑鍵帶動(dòng)N軸轉(zhuǎn)動(dòng),因偏心套與N軸的軸頸一起轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
偏心套偏心距調(diào)節(jié):利用手動(dòng)、電動(dòng)或氣動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)泵體上端的調(diào)節(jié)桿,因調(diào)節(jié)桿與調(diào)節(jié)座之間為螺紋聯(lián)接,調(diào)節(jié)座不動(dòng),故使調(diào)節(jié)桿沿軸向移動(dòng),調(diào)節(jié)桿通過推力球軸承帶動(dòng)N軸在上套筒、下套筒內(nèi)移動(dòng),從而到達(dá)改變偏心距的目的,最終實(shí)現(xiàn)泵的行程調(diào)節(jié)。N軸上套有偏心輪,偏心輪的偏心距為最大行程長(zhǎng)度的1/4,N軸中部的偏心距為零,而N軸上下兩端的偏心距相同(為最大行程長(zhǎng)度的1/4)。N軸的偏心距和偏心輪的偏心距相互抵消時(shí),總的偏心距為零,即偏心輪的中心和N軸的旋轉(zhuǎn)中心重合,故行程長(zhǎng)度為零。N軸的偏心距和偏心輪的偏心距在一側(cè)完全重疊時(shí),偏心輪和N軸的偏心半徑為1/2行程長(zhǎng)度,即泵在此時(shí)為100%行程。由于行程長(zhǎng)度可在。100%行程長(zhǎng)度內(nèi)變化,從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)量泵的流量在0-100%額定流量?jī)?nèi)調(diào)節(jié) 2。
圖1 N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意
1.下套筒;2.連桿套;3.偏心套;4.推力球軸承;5.壓緊環(huán);6.調(diào)節(jié)桿;7.上套筒;8.N軸;9.偏心輪;10.連桿;11.蝸桿;12.蝸輪;13.深溝球軸承;14.調(diào)節(jié)座
3 N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
目前,國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的大、中型計(jì)量泵,大多采用N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),但N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也存在著一些不足之處:
(1)結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜。N軸兩端大頭軸線為N軸的中心線。計(jì)量泵的流量調(diào)節(jié)靠N軸的移動(dòng)改變偏心塊在N軸軸頸上的位置,從而實(shí)現(xiàn)其行程改變。
(2)N軸加工工藝性較差。需采用專門機(jī)床或?qū)S霉ぱb加工,以保證其外型及尺寸精度,這樣增加了泵產(chǎn)品的成本。
(3)應(yīng)力集中。由于N軸本身結(jié)構(gòu)上的原因,在運(yùn)動(dòng)過程中很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,從而易造成N軸的斷裂,大大降低了產(chǎn)品的可靠性。此外,在N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,傳動(dòng)方式是由蝸桿、蝸輪帶動(dòng)可調(diào)偏心距的偏心輪將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng),N軸依靠上、下套筒支承,由于加工套筒時(shí),兩個(gè)套筒同軸度實(shí)際公差存在加工誤差,不可能相同,導(dǎo)致對(duì)中性較差。上、下套筒采用深溝球軸承支承,軸向定位精度低,蝸輪容易產(chǎn)生軸向竄動(dòng),使蝸桿與蝸輪發(fā)生偏磨,影響了泵的傳動(dòng)效率及可靠性。
3新型斜槽軸行程調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)
針對(duì)上述計(jì)量泵行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)存在的問題,提出了一種計(jì)量泵用核心部件的全新結(jié)構(gòu)即利用
斜槽軸取代原N型軸的行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),以改善其工作狀態(tài),解決原N型曲軸易疲勞、斷裂等技術(shù)難題,進(jìn)而提高計(jì)量泵的可靠性和使用壽命,擴(kuò)大其使用范圍。圖2所示為斜槽軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
圖2 斜槽軸結(jié)構(gòu)示意
1.連桿;2.軸瓦;3.偏心輪;4.調(diào)節(jié)桿;5.斜槽軸;6,斜槽軸套;7.銷套;8.圓柱銷;9.支承環(huán);10.蝸輪;11.蝸桿;
12.角接觸球軸承
新型計(jì)量泵是由傳動(dòng)箱體、蓋板、斜槽軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)座、電機(jī)托架、液缸托架、連桿、十字頭等組成。而其中的核心機(jī)構(gòu)——斜槽軸調(diào)節(jié)裝置則由圓柱銷、銷套、偏心輪、斜槽軸、斜槽軸套、軸瓦及支承環(huán)等組成。其特征:
(1)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與行程調(diào)節(jié)的傳遞是通過2個(gè)明顯分離的部件完成的,動(dòng)力直接從電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸由剛性連接的蝸桿、蝸輪部件傳遞到偏心輪;所有傳動(dòng)部件的連接都是由其靜態(tài)條件所決定,確保了該泵具有最小的機(jī)械跳動(dòng),較高的過載安全;
(2)行程調(diào)整與行程長(zhǎng)度之間的關(guān)系呈線性的,方便了泵流量的調(diào)節(jié);
(3)通過調(diào)節(jié)桿來進(jìn)行行程調(diào)節(jié)不會(huì)傳遞任何驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,因此只需要手動(dòng)施加一個(gè)很小的力矩即可完成行程調(diào)節(jié);
(4)所有的運(yùn)動(dòng)部件都是在不間斷油浴潤(rùn)滑條件下工作的,磨損、耗功小,傳動(dòng)效率高,運(yùn)行可靠。與傳統(tǒng)的N軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(見圖1)相比,新型斜槽軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有:
(1)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、工藝性較好斜槽軸兩端為圓柱形,中間對(duì)稱矩形平面設(shè)有斜槽孔,加工工藝簡(jiǎn)單,易于制造。
(2)油隙均勻、潤(rùn)滑良好支承環(huán)用于支承連桿,防止連桿在工作中因自重下降,造成連桿軸瓦間隙不均,潤(rùn)滑不良,產(chǎn)生偏磨、失效。
(3)軸向定位精度高采用角接觸球軸承替換原深溝球軸承。由于軸向定位可以防止軸向竄動(dòng)超出設(shè)計(jì)范圍,保證了蝸桿與蝸輪的位置度,防止了蝸桿與蝸輪因軸向竄動(dòng)過大而產(chǎn)生的偏磨,提高了產(chǎn)品的可靠性。
(4)徑向定位精度高
斜槽軸處設(shè)有一個(gè)斜槽軸套,該斜槽軸套是一個(gè)整體,而原N型軸套是由上下兩個(gè)軸套組成。比較而言,斜槽軸套提高了整體支承的剛度與強(qiáng)度,保證了上下軸承的同軸度,改善了斜槽軸的受力與支承狀況,防止了因轉(zhuǎn)向改變或軸徑向竄動(dòng)所產(chǎn)生的偏磨。斜槽軸行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理:電機(jī)通過蝸桿蝸輪部件驅(qū)動(dòng)斜槽軸套旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)置于斜槽軸套上的偏心塊同步轉(zhuǎn)動(dòng),偏心塊驅(qū)動(dòng)連桿大頭擺動(dòng),而連桿通過與連桿小頭相連的十字頭,將偏心塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)調(diào)節(jié)桿軸向移動(dòng)時(shí),斜槽軸斜槽內(nèi)的銷套和圓柱銷也隨之移動(dòng),通過與圓柱銷相連接的偏心塊也同時(shí)產(chǎn)生徑向移動(dòng),偏心距得以改變。這樣在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)中,通過調(diào)節(jié)行程,改變泵的流量,達(dá)到計(jì)量輸送的目的。電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿、蝸輪、斜槽軸套和偏心塊旋轉(zhuǎn),偏心塊借助軸瓦驅(qū)動(dòng)連桿擺動(dòng),通過與連桿相連接的十字頭,產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng),借助柱塞,吸排出閥。在圖2所示情況下,偏心塊的偏心距為零,故行程也為零。當(dāng)需要調(diào)整柱塞的行程長(zhǎng)度時(shí),用手操作在垂直于圖2方向順時(shí)針(假定)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套,則調(diào)節(jié)桿向上移動(dòng),并隨之帶動(dòng)斜槽軸向上軸向移動(dòng)。此時(shí),在斜槽軸斜槽內(nèi)的圓柱銷與斜槽發(fā)生相對(duì)移動(dòng),其偏心距增大。而柱塞的行程長(zhǎng)度是由偏心距決定的,也就是說柱塞的行程長(zhǎng)度會(huì)隨著偏心距的增加而增加。