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单螺杆空压机造型问题的样件分析和测量
日期:2015年04月29日 来源:上海long8国际(www.ccpue.com.cn)

 

我国近年来,不断加强对单螺杆空压机的测量造型问题的研究,而对造型问题的研究主要方面是侧重于样机的分析和测量以及测量数据的处理。

  样件的测量是测量造型技术和技术反求的一个重要环节,测量方案合理性和测量数据的准确性,对后继的造型过程或技术反求有较大的影响,轻则影响造型产品的性能,重则甚至无法进行造型,技术反求也难以得到确切的结论。我们使用的样件是某进口压缩机中的关键部件(螺杆、星轮啮合副)中的单螺杆,螺杆的螺旋槽与星轮的轮齿依靠全密封的啮合运动实现对气体的压缩过程。直观观察,该样件在一个类似锥形的芯体上分布着六条螺旋槽,螺旋槽的数目与星轮齿的数目互为素数,各螺旋槽与各星轮齿交替啮合,所以螺旋面在芯体上的分布有六次轴对称性,芯体有回转对称性。因而该样件的主要工作面只有三种类型:上、下螺旋面和螺旋槽底面。螺旋面与星轮齿侧面啮合,槽底面与星轮齿顶面啮合。由于星轮齿是分布在圆柱面上的,按螺杆与星轮的相对装配位置可推断,槽底面应是以接近平坦弧形的“S”状曲线为母线的回转面。根据上述的样件分析,可以初步确定对该样件的测量要求是:上、下螺旋面按自由曲面的方式进行测量,槽底面所在芯体需要进行母线测量,以及其它有关的尺寸参数的测量。另外,啮合副中的星轮齿的三个啮合面也需要进行测量。考虑到星轮啮合面的形状会随磨合状态的不同而有所不同,测量的数据会有较大的误差,因此,星轮啮合面的测量数据主要用作技术反求时的参考数据。

  对于尺寸参数的测量,可以比较容易的在平台上用高度游标尺、分度盘、千分尺等进行测量。对于上、下螺旋面和芯体母线的测量来讲,由于它们相互之间交错遮叠,只能利用三坐标测量机来进行测量,并且要求所用的三坐标测量机具有分度盘附件、有方向锁定功能、并有较长的测杆。测量数据点的采点方案对芯体母线来讲,要求按轴线分布即可,而对上、下螺旋面的测量数据的采点方案则必须考虑后继曲面造型的需要。利用CAD技术来构造自由曲面时通常有两类方式。一类是构造网格曲面,此时要求数据点是网格状分布的,构造出的曲面准确度较高,数据点的误差影响相对较小,但要求测量数据点分布比较均匀、疏密适当。另一类是以扫掠的方式构造曲面,需要测量一条导向线和若干条生成线(或者称为母线),生成线沿导向线运动扫掠出曲面。对上、下螺旋面来讲,则需要沿螺旋面的走向测量导向线,沿截面方向测量生成线,这种方法具有测量数据少的优点。实际上,从设计原理上来讲,单螺杆的螺旋面在设计过程中也是用设计型线按运动关系生成螺旋面的。但这种方法要求所测量的生成线形状和相对位置应足够逼近设计型线,扫掠出的曲面才能足够准确地逼近样件,否则构造出的曲面与样件可能会有较大偏差,而螺杆、星轮啮合副的设计型线的具体形状和相对位置恰恰是其关键的技术秘密之一。考虑到为了保证造型的准确性和便于进行技术反求,最后确定以网格采点的方案测量上、下螺旋面。对于星轮啮合面的测量,由于形状较小,则采用以扫描方式的网格采点进行测量。

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