羅茨風(fēng)機(jī)的齒輪間隙和軸承間隙調(diào)試！
羅茨風(fēng)機(jī)齒輪側(cè)隙和軸承游隙：
1.齒輪側(cè)隙的確定
式表明,齒輪側(cè)除大小直接影響兩葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)C,接近于非追面間隙δus時(shí)，即使熱膨脹可以忽略，兩葉輪也會(huì)發(fā)生碰撞。因此，在滿足潤(rùn)滑與運(yùn)轉(zhuǎn)要求的條件下，齒輪側(cè)隙應(yīng)盡可能小，一般為非追面間隙的1/3左右，即C,≈δ/3。
2.軸承游隙的選擇
根據(jù)滾動(dòng)軸承所處的狀態(tài),其間隙有原始游隙、裝配游隙和工作游院之分。原始游隙指軸86承未裝配時(shí)自由狀態(tài)下的問(wèn)期，裝配游除指軸承安裝后的問(wèn)限。由于過(guò)最配合關(guān)系,裝配游敞c必然小于原始游戴Cus其關(guān)系式為:G=Cu- K*y
1.齒輪側(cè)隙的確定
式表明,齒輪側(cè)除大小直接影響兩葉輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)C,接近于非追面間隙δus時(shí)，即使熱膨脹可以忽略，兩葉輪也會(huì)發(fā)生碰撞。因此，在滿足潤(rùn)滑與運(yùn)轉(zhuǎn)要求的條件下，齒輪側(cè)隙應(yīng)盡可能小，一般為非追面間隙的1/3左右，即C,≈δ/3。
2.軸承游隙的選擇
根據(jù)滾動(dòng)軸承所處的狀態(tài),其間隙有原始游隙、裝配游隙和工作游院之分。原始游隙指軸86承未裝配時(shí)自由狀態(tài)下的問(wèn)期，裝配游除指軸承安裝后的問(wèn)限。由于過(guò)最配合關(guān)系,裝配游敞c必然小于原始游戴Cus其關(guān)系式為:G=Cu- K*y
式中K-配合系數(shù),內(nèi)圈緊配合時(shí)K=0.65;y配合的名義過(guò)盈量。工作游腺指軸承工作時(shí)的問(wèn)賬。內(nèi)、外圈溫差的影響，往往使工作游除小于裝配的期:但由于旋轉(zhuǎn)離心力的作用，滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈產(chǎn)生彈性變形，又使工作的限大于裝配的算。總起來(lái)看，工作游腺往往大于裝配游障。通常所講的游隙，主要指軸承原始徑向游釀。該游除分為基本組和輔助組等類別,其中基本組以數(shù)字0表示，輔助組以數(shù)字2-5表示。輔助2組的徑向游除小于基本組,3.4.5組的徑向醉除大于基本組。 羅醫(yī)鼓風(fēng)機(jī)定位軸承的輕向游除通常選為輔助2組，軸向游腺一般限定在0.05-0 20m之內(nèi);單純承載的軸承，可選擇基本組的徑向游度。
齒輪參數(shù)同步齒輪般為漸開線圓柱齒輪 ,其基本參數(shù)包括分度圓直徑、模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒寬(或齒寬系數(shù))、螺旋角等。
1.模數(shù)(m)在齒寬一定的情況下，模數(shù)越大，齒厚越大，輪齒的抗彎強(qiáng)度越高。在齒輪分度國(guó)直徑一定時(shí),減小模數(shù)，可以使重合度增大,有利于改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因此，在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及滿足彎曲強(qiáng)度的條件下，可盡量取較小的模數(shù)(但般<2mm)。
2.齒數(shù)(Z)在分度圓直徑一定的情況下,選用較多的齒數(shù),可改善傳動(dòng)平穩(wěn)性;能夠減少齒面相對(duì)滑動(dòng)，提高其抗膠合性能;能減小模數(shù),降低齒高,從而減少金屬切削量,節(jié)省制造費(fèi)用。因此,在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下,應(yīng)盡量選取較多的齒數(shù)。對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪面言，為使輪齒免于根切,應(yīng)使齒數(shù)Z≥17。
3.壓力角(a)般選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角,即。= 20"。
4.螺旋角(B) 螺旋角是對(duì)斜齒輪而言的。螺旋角越大，齒輪承載能力越大，傳動(dòng)平穩(wěn)性也越好,月一般不小于了。但加大螺旋角會(huì)增大軸向力，因此，單斜齒輪通常取β≤20'(如β= 10*)，人字齒輪取9<35'(如β=25")。
5.分度圓直徑(D,)分度圓直徑D,與模數(shù)m(或法面模數(shù)m.)、齒數(shù)Z及螺旋角3之間的關(guān)系為:(m*Z (直齒輪)D,=m. .Z1oxp (斜齒輪)選定模數(shù)和齒數(shù)之后,如果分度圓直徑與兩轉(zhuǎn)子中心距不等,對(duì)斜齒輪可改變螺旋角大小調(diào)整分度圓直徑，對(duì)直齒輪可按變位齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。
6.齒寬系數(shù)(o)齒寬6與齒輪分度圓直徑D,的比值稱為齒寬系數(shù)，即o b/D。齒輪越寬，其承載能力越大，但齒面上的載荷分布也越不均勻。以往由于工藝條件的限制，齒輪精度一般僅為7~8級(jí),并且大多為軟齒面，因此齒寬不宜作得太大,齒寬系數(shù)一般在0.3左右。現(xiàn)代羅茨鼓風(fēng)機(jī)因其同步齒輪一般為硬齒面,精度可達(dá)5級(jí)左右，所以齒寬系數(shù)有更寬的范圍,0=0.2~0.4。上述幾個(gè)參數(shù)是互相關(guān)聯(lián)的,不可能完全獨(dú)立地進(jìn)行選取。選取的數(shù)值是否得當(dāng),必須符合整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核的要求。
1.裝配間隙
轉(zhuǎn)子間隙大小，是影響鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的重要因素。就減少泄漏損失和提高容積效率而言,工作間隙越小越好。為保證葉輪與葉輪、葉輪與機(jī)殼以及葉輪與墻板不發(fā)生接觸和摩擦,工作間隙越大越可靠。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)兼顧這兩方面的要求,確定一種微小而安 全的工作間隙。實(shí)際中,可根據(jù)裝配間隙測(cè)量值，間接控制工作間隙的大小。葉輪以外徑D(或長(zhǎng)度L)為基本尺寸，與機(jī)殼(或墻板)構(gòu)成間隙配合。設(shè)尺寸兩端裝配間隙之和為8,其中下標(biāo)t表示為總間隙。從制造角度講,其最小值δ.min和機(jī)亮公差ESEr此時(shí),葉輪時(shí)輪公差零部件的尺寸公差。最大值8.m主要取決于例如，精車葉輪外圓，精鏡機(jī)光內(nèi)孔，通?？梢赃_(dá)到1T7的公差等級(jí)。其中:當(dāng)D≤50時(shí)1 0-(0. 4D)0+0.001D) (m)當(dāng)D>500~3150mm時(shí),17公差=16x(0.04D+0.21) (um)式中,D的單位以mm表示。與機(jī)殼的最小總間隙為:Br.i.=EI-es葉輪與機(jī)殼的最大總間隙為:Bnm.=EBS-ea=Br.min+(ES - E1)+不考慮轉(zhuǎn)子重量及軸承游腺等因素的影響，單個(gè)間家的最小值和最大值分別為:an +(e-ci)=8r.min+2xIT7公差8y,m=Bn,nin/2=(eI -s)/28m.m.2-B..+17公差設(shè)計(jì)上，首先應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)變形熱膨脹及齒輪磨損等情況,確定所需的最小同愿.n,由此確定葉輪尺寸上偏差(es)與機(jī)殼尺寸下偏差(EI);然后針對(duì)特定的加工方法及尺寸公差(如IT7公差)，確定可能出現(xiàn)的最大間隙δ, .maxo
2.熱膨脹值
(1)葉輪與機(jī)殼間的熱膨脹值。葉輪與機(jī)殼通常采用相同的材料制造，確定葉輪與機(jī)殼的最小間隙8,cmn時(shí)應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間除為:△,=a-D(t, t,)2 (m)式中a一葉輪和機(jī)殼的線膨脹系數(shù),結(jié)鐵:a=(11.5~13.5)x10-6,1/C;t.4.--分別為葉 輪和機(jī)光的工作溫度,C。其中,,可取進(jìn)排氣溫度的平均值,可取t,與環(huán)境溫度。的平均值。
(2)葉輪與葉輪間的熱膨脹值。確定兩葉輪的最小同歌;Sr.min時(shí).應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間肆OL=a-A(I,-ta) (m)
(3)葉輪端面與墻板同的熱膨脹值。一般,定位端的Oj≈0確定白由端的最小間釀8n ,應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間除為:A,=a*L(4,-t) (m)3.
3.最小裝配間隙
(1葉輪與機(jī)殼間的最小裝配問(wèn)家。轉(zhuǎn)子輸線一般為水
承的徑向游隙Co空在軸承上部位置。因此，8n.min=O,+δo (m) ,葉輪與機(jī)殼底部之部之向。在轉(zhuǎn)子重力作用之下,輸之同所需的最 裝配間隙為:除底部之外葉輪與機(jī)殼其他部位之間的最小裝配間酸為:式中8o-間際余量，:般取為(0.02-0.10)x 10-33m(對(duì)小小機(jī)型取較小小的數(shù)值)8+.min=0,+Cu+δo (m)式中Gr一葉輪的徑向振幅，可取軸承徑向游院的數(shù)值,m。葉輪直徑兩端的總間隙8n=8m+ 86，其最小值為:Ba.nin =3a.nn +8t.min≈20r+Co+28o (m) (5- 9)另外,鼓風(fēng)機(jī)壓差較大時(shí),轉(zhuǎn)子撓度對(duì)間糜的影響不容忽視。撓度計(jì)算見(jiàn)5.2.2節(jié)有關(guān)內(nèi)容。此時(shí)需對(duì)機(jī)殼作偏心加工增大低壓側(cè)的裝配間隙，以保證所需的工作間度。
齒輪參數(shù)同步齒輪般為漸開線圓柱齒輪 ,其基本參數(shù)包括分度圓直徑、模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒寬(或齒寬系數(shù))、螺旋角等。
1.模數(shù)(m)在齒寬一定的情況下，模數(shù)越大，齒厚越大，輪齒的抗彎強(qiáng)度越高。在齒輪分度國(guó)直徑一定時(shí),減小模數(shù)，可以使重合度增大,有利于改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因此，在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及滿足彎曲強(qiáng)度的條件下，可盡量取較小的模數(shù)(但般<2mm)。
2.齒數(shù)(Z)在分度圓直徑一定的情況下,選用較多的齒數(shù),可改善傳動(dòng)平穩(wěn)性;能夠減少齒面相對(duì)滑動(dòng)，提高其抗膠合性能;能減小模數(shù),降低齒高,從而減少金屬切削量,節(jié)省制造費(fèi)用。因此,在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下,應(yīng)盡量選取較多的齒數(shù)。對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪面言，為使輪齒免于根切,應(yīng)使齒數(shù)Z≥17。
3.壓力角(a)般選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角,即。= 20"。
4.螺旋角(B) 螺旋角是對(duì)斜齒輪而言的。螺旋角越大，齒輪承載能力越大，傳動(dòng)平穩(wěn)性也越好,月一般不小于了。但加大螺旋角會(huì)增大軸向力，因此，單斜齒輪通常取β≤20'(如β= 10*)，人字齒輪取9<35'(如β=25")。
5.分度圓直徑(D,)分度圓直徑D,與模數(shù)m(或法面模數(shù)m.)、齒數(shù)Z及螺旋角3之間的關(guān)系為:(m*Z (直齒輪)D,=m. .Z1oxp (斜齒輪)選定模數(shù)和齒數(shù)之后,如果分度圓直徑與兩轉(zhuǎn)子中心距不等,對(duì)斜齒輪可改變螺旋角大小調(diào)整分度圓直徑，對(duì)直齒輪可按變位齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。
6.齒寬系數(shù)(o)齒寬6與齒輪分度圓直徑D,的比值稱為齒寬系數(shù)，即o b/D。齒輪越寬，其承載能力越大，但齒面上的載荷分布也越不均勻。以往由于工藝條件的限制，齒輪精度一般僅為7~8級(jí),并且大多為軟齒面，因此齒寬不宜作得太大,齒寬系數(shù)一般在0.3左右。現(xiàn)代羅茨鼓風(fēng)機(jī)因其同步齒輪一般為硬齒面,精度可達(dá)5級(jí)左右，所以齒寬系數(shù)有更寬的范圍,0=0.2~0.4。上述幾個(gè)參數(shù)是互相關(guān)聯(lián)的,不可能完全獨(dú)立地進(jìn)行選取。選取的數(shù)值是否得當(dāng),必須符合整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核的要求。
1.裝配間隙
轉(zhuǎn)子間隙大小，是影響鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的重要因素。就減少泄漏損失和提高容積效率而言,工作間隙越小越好。為保證葉輪與葉輪、葉輪與機(jī)殼以及葉輪與墻板不發(fā)生接觸和摩擦,工作間隙越大越可靠。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)兼顧這兩方面的要求,確定一種微小而安 全的工作間隙。實(shí)際中,可根據(jù)裝配間隙測(cè)量值，間接控制工作間隙的大小。葉輪以外徑D(或長(zhǎng)度L)為基本尺寸，與機(jī)殼(或墻板)構(gòu)成間隙配合。設(shè)尺寸兩端裝配間隙之和為8,其中下標(biāo)t表示為總間隙。從制造角度講,其最小值δ.min和機(jī)亮公差ESEr此時(shí),葉輪時(shí)輪公差零部件的尺寸公差。最大值8.m主要取決于例如，精車葉輪外圓，精鏡機(jī)光內(nèi)孔，通?？梢赃_(dá)到1T7的公差等級(jí)。其中:當(dāng)D≤50時(shí)1 0-(0. 4D)0+0.001D) (m)當(dāng)D>500~3150mm時(shí),17公差=16x(0.04D+0.21) (um)式中,D的單位以mm表示。與機(jī)殼的最小總間隙為:Br.i.=EI-es葉輪與機(jī)殼的最大總間隙為:Bnm.=EBS-ea=Br.min+(ES - E1)+不考慮轉(zhuǎn)子重量及軸承游腺等因素的影響，單個(gè)間家的最小值和最大值分別為:an +(e-ci)=8r.min+2xIT7公差8y,m=Bn,nin/2=(eI -s)/28m.m.2-B..+17公差設(shè)計(jì)上，首先應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)變形熱膨脹及齒輪磨損等情況,確定所需的最小同愿.n,由此確定葉輪尺寸上偏差(es)與機(jī)殼尺寸下偏差(EI);然后針對(duì)特定的加工方法及尺寸公差(如IT7公差)，確定可能出現(xiàn)的最大間隙δ, .maxo
2.熱膨脹值
(1)葉輪與機(jī)殼間的熱膨脹值。葉輪與機(jī)殼通常采用相同的材料制造，確定葉輪與機(jī)殼的最小間隙8,cmn時(shí)應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間除為:△,=a-D(t, t,)2 (m)式中a一葉輪和機(jī)殼的線膨脹系數(shù),結(jié)鐵:a=(11.5~13.5)x10-6,1/C;t.4.--分別為葉 輪和機(jī)光的工作溫度,C。其中,,可取進(jìn)排氣溫度的平均值,可取t,與環(huán)境溫度。的平均值。
(2)葉輪與葉輪間的熱膨脹值。確定兩葉輪的最小同歌;Sr.min時(shí).應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間肆OL=a-A(I,-ta) (m)
(3)葉輪端面與墻板同的熱膨脹值。一般,定位端的Oj≈0確定白由端的最小間釀8n ,應(yīng)預(yù)留的熱膨脹間除為:A,=a*L(4,-t) (m)3.
3.最小裝配間隙
(1葉輪與機(jī)殼間的最小裝配問(wèn)家。轉(zhuǎn)子輸線一般為水
承的徑向游隙Co空在軸承上部位置。因此，8n.min=O,+δo (m) ,葉輪與機(jī)殼底部之部之向。在轉(zhuǎn)子重力作用之下,輸之同所需的最 裝配間隙為:除底部之外葉輪與機(jī)殼其他部位之間的最小裝配間酸為:式中8o-間際余量，:般取為(0.02-0.10)x 10-33m(對(duì)小小機(jī)型取較小小的數(shù)值)8+.min=0,+Cu+δo (m)式中Gr一葉輪的徑向振幅，可取軸承徑向游院的數(shù)值,m。葉輪直徑兩端的總間隙8n=8m+ 86，其最小值為:Ba.nin =3a.nn +8t.min≈20r+Co+28o (m) (5- 9)另外,鼓風(fēng)機(jī)壓差較大時(shí),轉(zhuǎn)子撓度對(duì)間糜的影響不容忽視。撓度計(jì)算見(jiàn)5.2.2節(jié)有關(guān)內(nèi)容。此時(shí)需對(duì)機(jī)殼作偏心加工增大低壓側(cè)的裝配間隙，以保證所需的工作間度。
(2)兩葉輪間的最小裝配間隙。如圖5- 5所示,兩葉輪之間靠同步齒輪控制相位，其間隙分布在參與“嚙合”的葉峰兩側(cè)，齒輪側(cè)隙C空置在工作齒面的另一側(cè)。由于軸的扭轉(zhuǎn)變形和齒輪磨損量的加大，間隙Sla有縮小的趨勢(shì),看似主動(dòng)葉輪在追趕從動(dòng)葉輪,因此稱為追面間隙;同時(shí),間釀δu有增大的趨勢(shì),通常稱為非追面間腺。兩葉輪的葉面為共軛曲面。從理論上講,可將每對(duì)葉面所有“嚙合點(diǎn)的間隙調(diào)勻,使之與節(jié)點(diǎn)“嚙合”同醇相同。由于同步齒輪與葉輪具有相同的節(jié)圓,兩葉輪在節(jié)點(diǎn)上“嚙合”時(shí),齒輪側(cè)醇與葉輪間除的變化近似為同數(shù)值。因此，下面僅就兩葉輪在節(jié)點(diǎn)位置上的間數(shù)展開討論。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),討論中不考慮軸承游釀的影響。
(3)當(dāng)轉(zhuǎn)子按規(guī)定方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩葉輪在非追面間原處沒(méi)有相碰的危險(xiǎn)。為保證兩葉輪不發(fā)生碰撞，追面間隙最小值為:8r.nin=OL +δl+δa+δo (m)式中8.1_ 追 面間隙因軸扭轉(zhuǎn)變形而減小的數(shù)值(見(jiàn)式5- 1),m;82-在規(guī)定期限內(nèi)，預(yù)計(jì) 齒輪側(cè)隙因齒面磨損而增大的量,m。由材料力學(xué)理論可知，主動(dòng)葉輪前端面相對(duì)于齒輪位置的扭轉(zhuǎn)角為:,= I6.T(些+Ls+L) (ad)i式中T,主 動(dòng)軸的輸人扭矩(見(jiàn)式5- 22),N'm;(L3+L)--葉輪后端面至 齒輪位置的長(zhǎng)度[參見(jiàn)圖5-8(a),.miG_軸的剪切彈性模量,鋼:G=8.1x 10'Pa;d-軸的平均直徑 ,mo同理，從動(dòng)葉輪前端面相對(duì)于齒輪位置的扭轉(zhuǎn)角為:2= l6Ta(l+Ls+La) (nd)當(dāng)兩葉輪在節(jié)點(diǎn)上唱合”時(shí)，追面問(wèn)藏因葉輪扭轉(zhuǎn)變形而減小的數(shù)值為:8a1=(A/2)(:+p2)=nG.d.'16Tp;A(L+Lg+La) (m)
(3)當(dāng)轉(zhuǎn)子按規(guī)定方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩葉輪在非追面間原處沒(méi)有相碰的危險(xiǎn)。為保證兩葉輪不發(fā)生碰撞，追面間隙最小值為:8r.nin=OL +δl+δa+δo (m)式中8.1_ 追 面間隙因軸扭轉(zhuǎn)變形而減小的數(shù)值(見(jiàn)式5- 1),m;82-在規(guī)定期限內(nèi)，預(yù)計(jì) 齒輪側(cè)隙因齒面磨損而增大的量,m。由材料力學(xué)理論可知，主動(dòng)葉輪前端面相對(duì)于齒輪位置的扭轉(zhuǎn)角為:,= I6.T(些+Ls+L) (ad)i式中T,主 動(dòng)軸的輸人扭矩(見(jiàn)式5- 22),N'm;(L3+L)--葉輪后端面至 齒輪位置的長(zhǎng)度[參見(jiàn)圖5-8(a),.miG_軸的剪切彈性模量,鋼:G=8.1x 10'Pa;d-軸的平均直徑 ,mo同理，從動(dòng)葉輪前端面相對(duì)于齒輪位置的扭轉(zhuǎn)角為:2= l6Ta(l+Ls+La) (nd)當(dāng)兩葉輪在節(jié)點(diǎn)上唱合”時(shí)，追面問(wèn)藏因葉輪扭轉(zhuǎn)變形而減小的數(shù)值為:8a1=(A/2)(:+p2)=nG.d.'16Tp;A(L+Lg+La) (m)
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