阴阳转子型双螺杆结构的实验研究

为了设计出更加高效的双螺杆,提升挤出膨化机的工作效率;提出了一种引进阴阳转子的非对称双螺杆模型,基于螺旋式的螺杆模型,设计了阴阳转子型双螺杆,与传统双螺杆进行了仿真对比分析,并对新型双螺杆的准确性进行了实验验证;采用SolidWorks软件建模,利用ANSYS模拟流道数值,求得物料在机筒内的工作状态,分析阴阳转子型双螺杆的宏观压力、速度矢量和速度流线,并研究了不同转速对阴阳转子型双螺杆输送速度和挤出量的影响。研究结果表明:阴阳转子型双螺杆的宏观压力呈递增状态,速度矢量分布不均匀,速度流线混乱,能增加机筒内物料的传输速度,改变物料输送状态,提高物料挤出量。研究结果丰富了双螺杆的研究思路,为高效率挤出膨化机的设计与应用提供了理论依据。

基于正交试验的全金属单螺杆泵转子最大转矩研究

通过正交试验对全金属单螺杆泵进行流场仿真,收集了在不同因素、不同水平下全金属单螺杆泵转子所受到的最大转子转矩数据,对其进行方差分析。分析结果反映出了各因素与转子最大转矩之间的关系,并判断出不同因素与研究目标的相关性强弱,并通过曲线图反映了这一现象。

基于BiLSTM-LSSVM的螺杆转子铣削加工廓形预测

针对螺杆转子盘铣刀加工过程中的轮廓预测问题,提出了基于双向长短时神经网络-最小二乘支持向量机(BiLSTM-LSSVM)的螺杆廓形预测方法。首先,对加工过程中的振动信号进行采集并进行降噪预处理,降噪后的信号进行降采样处理随后输入BiLSTM中进行时序预测;其次,对时序预测后的信号进行特征提取,将提取后的特征向量输入LSSVM进行廓形预测;最后,以五头螺杆为例通过正交实验对BiLSTM-LSSVM模型进行试验验证,并对预测廓形进行误差补偿实验。实验结果表明,提出的基于BiLSTM-LSSVM的螺杆廓形预测模型可对螺杆转子盘铣刀加工螺杆廓形进行准确预测,进而为螺杆转子加工廓形补偿提供支持。

砂带磨损对螺杆转子磨削去除深度影响分析

为保证螺杆转子表面磨削加工材料去除的均匀性,考虑砂带磨料磨损对磨削去除深度的影响,建立螺杆转子材料去除深度数学模型。根据弹塑性变形理论,结合磨削过程中磨粒的磨损规律,建立单颗磨粒材料去除率理论模型。将磨粒的磨损分为快速磨损阶段和稳定磨损阶段2个阶段。基于单位接触面积上磨粒的数目和磨粒的出刃规律,运用数值积分和接触压力计算出磨粒的最大切削深度,利用积分建立基于砂带磨损的宏观材料去除率数学模型。该数学模型考虑了砂带的磨损,其预测值和试验值相比,最大误差为9.6%,最小误差为4.1%。该试验数据充分验证了模型的有效性,可以为保障螺杆转子廓形精度提供理论基础。

考虑螺杆转子表面质量与硬度的铣削参数优化

为提高多头螺杆转子的加工质量,文章探究了外包络铣削工艺参数对表面粗糙度和硬度的影响,并对工艺参数进行优化。以主轴转速、间歇进给量及加工倍率作为因素进行正交试验,试验结果表明:加工倍率是影响表面粗糙度值最主要的因素,间歇进给量是影响显微硬度值最主要的因素。采用多目标优化算法对工艺参数进行优化,得到最优工艺参数组合如下:主轴转速为191 r/min,间歇进给量为3.1 mm,加工倍率为15%。用该组参数加工可使表面粗糙度值降低17.15%,显微硬度值提高7.60%。文章提出的方法可为工艺参数的优化提供参考。

基于响应面法的螺杆转子注射成型工艺研究

针对传统金属型螺杆转子制造工艺复杂、加工精度难以控制等问题,提出一种新型螺杆转子注射成型方法,尝试用塑料材质取代金属型螺杆转子。使用Moldflow模流软件对玻纤增强聚酰胺材料的螺杆转子齿面注射成型进行注塑模拟,将缩痕深度和翘曲变形作为质量标准,对影响塑件成型质量的7个工艺参数进行筛选分析,确定了影响2个质量标准的3个工艺参数。采用BBD响应面实验设计方法,研究了熔体温度、保压时间、保压压力等注塑工艺参数对缩痕深度和翘曲变形的影响,获得了最小缩痕深度和最小翘曲变形的多项式回归响应模型。利用回归模型优化的工艺参数组合为熔体温度281.0℃,保压时间18.7 s,保压压力115.7 MPa。数值模拟了最优参数组合,结果表明数值模拟与模型预测值的误差分别为3.75%和0.53%。

成型铣刀盘安装孔与刀杆间隙安装误差对螺杆转子型线的影响

在转子加工过程中存在各种影响转子型线加工精度的误差,大多研究都是针对中心距和安装角调整误差对转子加工的影响进行分析,但铣刀盘安装孔与螺杆铣床刀杆间隙引起的安装误差对转子型线造成的影响还有待研究。此安装误差可表现为刀盘几何轴线与回转轴线间的偏心、两轴线间的偏转、偏心与偏转的耦合三种形式,本文研究了三种形式的安装误差对转子型线的影响规律和影响大小,此研究结果对转子型线的精度分析与误差控制有一定的指导意义。

螺杆式压缩机转子受力简化计算方法研究

为便于工程人员或设计人员进行螺杆式压缩机转子受力计算,满足转子强度校核、轴承选型以及轴承寿命核算要求,提出一种螺杆式压缩机转子受力简化计算方法,并通过计算流体动力学方法进行验证。结果表明:在不同工况下,该简化计算方法对径向力预测的偏差在8.0%以内,个别工况最大偏差为11.4%,轴向力的预测偏差在5.0%以内,简化模型能够满足工程应用的要求。

空压机螺杆转子多场耦合力学特性分析

为解决螺杆转子的复杂曲面加工问题,采用增材制造技术对螺杆转子进行了轻量化结构设计。为验证轻量化螺杆转子设计的合理性,利用Fluent和ANSYS软件对空压机螺杆转子进行了不同工况下的双向流固耦合和热力场耦合数值模拟研究。在双向流固耦合数值模拟过程中,通过对不同出口空气压力和转子转速下的螺杆转子的数值模拟,获得不同工况下的螺杆转子的形变发展趋势。在热力场耦合数值模拟过程中,同时考虑温度约束条件和加载转矩载荷,获得轻量化螺杆转子随转速的形变规律。提供了一种对空压机螺杆转子进行多场耦合力学特性分析的结构优化设计新思路,也对其他结构复杂产品的智能制造提供了重要参考。

双螺杆压缩机转子设计与优化的系统性探索

【目的】本文旨在总结双螺杆压缩机转子设计与优化、间隙调控及结构强度分析的最新进展,为提升压缩机性能提供理论与技术指导。【方法】采用NURBS曲线与三次B样条曲线优化转子型线,引入自由曲线理论与控制点优化,以减少泄漏、提高密封性能和压缩效率。通过像素法布置间隙、应用可磨耗涂层技术及流热固耦合分析,优化转子间隙,增强压缩机性能。通过分析气体力、热应力、材料性能、转速与温度对转子强度与变形的影响,提出合理材料选择、压力/转速组合和间隙设计策略。【结果】该优化设计显著提升了转子的密封性能与压缩效率,间隙调控技术有效减少了泄漏,结构强度分析明确了材料选择与设计参数对转子性能的关键作用。【结论】研究成果为双螺杆压缩机的高效稳定运行提供了坚实的技术支撑,对促进行业技术创新和设计性能提升具有重要意义。

利用Excel求解螺杆压缩机转子型线几何参数的方法

叙述了一种求解螺杆压缩机转子型线几何参数的方法。基于解析包络法分别列出阴、阳转子型线对应的曲线参数方程。对方程所需的几何参数一一求解。有些参数由于求解过程复杂,在没有专业的数学计算软件帮助下,利用excel对其求解。最后求得满足设计需求的几何参数。

空压机螺杆转子快速增材成形工艺及试验分析

尝试采用SLM技术增材成形螺杆转子,并设计了几种性能实验。对成形试样退火前后、不同成形方向力学性能进行分析可知:试样平均致密度约为97%,整体质量良好。XY方向成形和Z形方向成形强度满足锻造标准,Z方向成形的塑性较XY方向成形较好。综合考虑纵向成形螺杆转子,并设计支撑结构与扫描策略,最终成功成形螺杆转子,平均尺寸误差在100μm左右,可直接进入精磨阶段。

转子结构参数对双螺杆压缩机性能影响规律的研究

为最大限度地提高双螺杆压缩机的性能,以5、6齿双螺杆压缩机为研究对象,对转子的长径比、齿间及齿顶间隙、扭转角角度等转子结构参数进行系统的分析,研究结果表明:在啮合间隙处于0.02~0.1 mm之间,啮合间隙每增大0.02 mm时,容积效率下降3%~4%,绝热效率下降1.5%~2.4%,比功率下降33%~48%,齿顶间隙对双螺杆压缩机性能的影响大于啮合间隙;随着长径比(L/D)增大,容积效率提高2%~7%,比功率提高40%~70%,绝热效率提高1.5%~5%;扭转角值增大,容积效率、比功率、绝热效率均呈降低趋。研究还进一步探究了转子结构设计参数对质量流量、体积流量、Blow-hole area(泄漏三角形)影响变化规律。研究结果可为双螺杆压缩机的设计研究和优化升级提供一定的理论参考。

螺杆真空泵平滑连接摆线型转子型线设计及分析

螺杆泵转子型线的设计是螺杆泵研究的重要内容之一。摆线转子型线是一种常用的型线,型线位于节圆外的部分为外摆线,位于节圆内的部分为内摆线。选取合适的齿顶圆半径和节圆半径,分析构建了转子型线外摆线和内摆线方程及齿顶圆和齿根圆方程;设计了单头对称的摆线型螺杆泵转子型线及转子,并以此为基础,分析了转子容积利用率与相关参数的关系,为摆线型罗茨泵的设计奠定基础。

螺杆转子齿形台阶的横轧精确成形

螺杆压缩机具有工作效率高、易实现高转速等优点,被广泛应用于空气压缩机、热泵等行业.螺杆转子是螺杆压缩机的关键零件,它具有复杂的螺旋齿形台阶,制造难度大.该螺旋齿形台阶的传统制造工艺为:先对圆钢进行铣削加工,后经过磨削最终成形.铣削时,需要去除大量的多余金属,生产效率低,材料利用率也低.针对这一难题,提出了采用横轧精确成形齿形台阶的新工艺,具有生产效率高、材料利用率高、机加工量小等优点.本研究采用数值模拟和实验研究相结合的方法,揭示了横轧齿形台阶的成形机理,分析了不同成形阶段的应力和应变分布规律,讨论了轧制过程中轧制力的变化,最后对实验件进行了精度分析,结果显示实际成形件的截面轮廓与设计轮廓吻合良好,所有测量点的误差在-0.71~1.2 mm,成形精度高,采用横轧进行螺杆转子齿形台阶的精确成形是可行的.

基于CFX的差速阴阳转子三螺杆挤出机特性研究

针对普通三螺杆挤出机运输性能较差问题,提出了一种差速阴阳转子三螺杆结构,用以提高三螺杆挤出机豆粕组织蛋白挤出效率。利用SolidWorks建模,使用ANSYS/CFX平台模拟仿真新型螺杆的流道数值,分析豆粕的运动情况,参照传统三螺杆挤出机,对比两者的宏观压力场及速度场,分析研究差速阴阳转子三螺杆特性。结果表明:普通三螺杆的流道内速度矢量分布不均,有明显速度差,速度流线更加紊乱,回流现象明显,流道压差更大,建压能力更强;差速阴阳转子三螺杆流道压差更大,豆粕流动速度更快,混合分布效果更好,在保证挤出质量的同时,提升了豆粕组织蛋白挤出量。

基于SolidWorks二次开发的螺杆转子动平衡自动计算设计

动平衡是螺杆真空泵设计制造过程中必须解决的重要问题。一般方法是将螺杆转子不平衡质量等效分解到选定的两个平行平面,采用等效替代的近似法进行动平衡分析计算。本文采用SolidWorks二次开发技术,用VB.NET语言对动平衡分析过程进行整合,设计了简单直观的人机交互界面,可对任意类型的螺杆转子不平衡量及其相角进行自动精确计算。在选定的两个平行平衡基面的不平衡相角位置,配上或去除相应质量以消除各面上的不平衡量,当不平衡量为零时,则转子达到了动平衡。若经过一次双面平衡,不平衡量仍较大,则需要再次选定两个新的平衡基面计算和去、配重,即多次双面平衡操作。这大大减少了动平衡设计的工作量并提高了动平衡的设计质量和精度。该界面设计原理与转子型线和结构无关,因此可用于任何类型的螺杆转子和其他不规则零件的动平衡计算。

螺杆转子磨削去除深度研究

砂带的磨削过程受多个工艺参数的影响,螺杆表面材料的去除均匀性会影响螺杆转子的机械性能。对于螺杆转子的磨削,砂带的旋转速度、砂带的进给速度、主气缸的压力、砂带磨损量等都会对螺杆转子的磨削深度产生影响。利用自主研发的实验设备对螺杆转子进行打磨实验,采用线性激光测量仪对螺杆转子的打磨深度进行测量,探究各工艺参数对螺杆打磨深度的影响规律。实验结果表明:螺杆转子的打磨深度随着砂带旋转速度的增加先增大后减小,随着主气缸压力的增加而增加,随着砂带的进给速度与磨削时间的增加而减小。

齿顶及齿间间隙对双螺杆压缩机转子结构特性的影响

为研究间隙对双螺杆压缩机螺杆转子结构特性的影响及避免转子发生干涉与磨损现象,针对双螺杆压缩机中齿顶间隙和齿间间隙对螺杆转子结构特性的影响进行数值模拟分析。结果表明:随着齿顶间隙和齿间间隙的增大,阴、阳转子的最大变形呈现先增大后减小的趋势,但其变化范围较小;随着齿间间隙的增大阴阳转子的最大应力总体呈现增大的趋势,随着齿顶间隙的增大阴阳转子的最大应力趋于不变;当齿顶间隙大于或等于0.17 mm、齿间间隙大于或等于0.33 mm时,能够避免因转子变形发生干涉与磨损问题。

基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法

传统的螺杆转子成形砂轮设计研究主要集中在成形砂轮廓形精度提升方面,成形砂轮的切削加工性能与成形砂轮安装参数之间的耦合关系没有得到足够的关注,导致设计出来的螺杆转子成形砂轮切削加工性能不高,从而致使螺杆转子的成形磨削表面质量差、加工效率低。本文提出了一种新的基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法。首先,基于空间啮合原理设计螺杆转子成形砂轮安装参数优化设计程序,获得不干涉条件下的螺杆转子成形砂轮安装参数范围;其次,对不同安装参数下成形砂轮与螺杆型面的接触特性,以及不同安装参数条件下成形砂轮的轮廓特性、切削加工特性进行系统的分析和研究,获得了螺杆转子成形砂轮安装参数选择策略。以某型号三螺杆泵阳转子为例对该方法进行验证,结果表明,在保证加工质量的前提下,该方法可以显著降低螺杆转子精密磨削成本,具有较好的理论创新性与工程应用价值。