離心式濾油機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)

宋今朝

【摘要】在現(xiàn)有離心式濾油機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是對(duì)濾油機(jī)的主要部件轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行優(yōu)化，以便更好的提高其使用性能。

【關(guān)鍵詞】離心式濾油機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)鼓

一、概述

離心分離式濾油機(jī)在其內(nèi)部有一個(gè)帶有雙噴式噴嘴的轉(zhuǎn)子，只需由機(jī)油所產(chǎn)生的壓力提供驅(qū)動(dòng)力。設(shè)備開(kāi)啟后，通過(guò)泵將油箱內(nèi)機(jī)油送至轉(zhuǎn)子內(nèi)，待機(jī)油充滿轉(zhuǎn)子后就沿轉(zhuǎn)盤(pán)下部噴油嘴噴出，既而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。它的轉(zhuǎn)速能達(dá)到4000-6000r.p.m以上，以離心力的原理直接驅(qū)使雜質(zhì)自機(jī)油中分離出來(lái)。即使是1μm那樣的大小亦能被取出。分離出來(lái)的雜質(zhì)附著在轉(zhuǎn)子內(nèi)的雜質(zhì)收集蓋內(nèi)，只需定期清洗即可。

二、離心式濾油機(jī)的機(jī)構(gòu)

（1）濾油機(jī)機(jī)殼、納污室。濾油機(jī)的機(jī)殼為一承力構(gòu)件。在機(jī)殼的前面是一個(gè)小室——納污室。該納污室被一個(gè)蓋封閉，蓋上有放油口，打開(kāi)放油口可以倒出納污室中的液體。蓋上還帶有一個(gè)觀察窗口，通過(guò)該窗口可觀察納污室中的沉淀物量。在納污室上方的膜片式襯墊上放置帶有轉(zhuǎn)子的離心機(jī)，離心機(jī)被保護(hù)罩起來(lái)，外殼上帶有可快速拆卸的蓋。（2）儀表箱。面板上安裝有流量調(diào)節(jié)閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)、電源指示燈、齒輪泵開(kāi)關(guān)、離心機(jī)啟動(dòng)和停止按鈕。在框架內(nèi)部還固定有一個(gè)電源開(kāi)關(guān)（手柄外置于后面板右上部），一個(gè)安裝有電器設(shè)備的配電盤(pán)及線路，壓力繼電器，一個(gè)溫度計(jì)傳感器，一個(gè)齒輪泵、進(jìn)出油管路等。（3）泵。第一次起動(dòng)濾油機(jī)時(shí)，齒輪泵用于為濾油機(jī)整個(gè)液壓系統(tǒng)（納污室、離心機(jī)和所有管路）填充液體。當(dāng)離心機(jī)充滿油液后需要排除油液中的氣體，齒輪泵用于在液壓系統(tǒng)內(nèi)建立一定的壓力。（4）液壓管路。在機(jī)殼和框架的內(nèi)部是液體管路系統(tǒng)，沿外部汲取管路將被凈化液體提供給離心機(jī)，然后由與之相連的輸出軟管將被凈化液體從離心機(jī)中排出。

三、濾油主要部件的設(shè)計(jì)

3.1法蘭

法蘭連接就是把兩個(gè)管道、管件或器材，先各自固定在一個(gè)法蘭盤(pán)上，兩個(gè)法蘭盤(pán)之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起。設(shè)計(jì)的離心機(jī)工作時(shí)的壓力范圍是0.05—0.25Mpa。根據(jù)壓力管道標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)管道標(biāo)準(zhǔn)體系）選擇公稱直徑為DN25（一寸）的（不銹鋼）管，管徑：一寸； 工作介質(zhì)：液壓油； 壓力：0.05-0.2 Mpa；管為DN25 所以公稱通徑為33.7mm 即公稱通徑為DN25的法蘭（歐洲體系1），確定公稱壓力，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)壓力一般為0.25 Mpa，法蘭材料一般和管材質(zhì)相同，所以選不銹鋼。螺栓由原來(lái)的四個(gè)改為了八個(gè)，提高了法蘭的密閉性能也更穩(wěn)固了。

3.2轉(zhuǎn)鼓

（1）轉(zhuǎn)鼓是離心機(jī)的關(guān)鍵部件之一。進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓應(yīng)力計(jì)算時(shí), 主要考慮了由轉(zhuǎn)鼓體自身質(zhì)量、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的篩網(wǎng)質(zhì)量以及物料質(zhì)量因高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用下的應(yīng)力。轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)由自身質(zhì)量引起的離心力所產(chǎn)生的周向應(yīng)力為R1′= 10- 9qQ0R 2X3。式中：q ——轉(zhuǎn)鼓體上開(kāi)孔引起的密度減少系數(shù), q=1-（Pd 2/4b1b2·sinA），其中d、b1、b2、A為轉(zhuǎn)鼓上開(kāi)孔的布置尺寸，X：角速度；Q0：轉(zhuǎn)鼓體材料密度；R：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑。（2）轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部葉輪部分整體化設(shè)計(jì)。原來(lái)的葉輪采用的是閉式葉輪由葉片，前后葉蓋組成，此葉輪效率較高，但其制造難度較大，也只能運(yùn)送清水、溶液等粘稠度較小的不含顆粒的較清潔液體。還有一種葉輪就是半開(kāi)式葉輪，它的不足之處是:也只能輸送粘稠度較小的液體，而且工作效率不是很高。要是想運(yùn)送粘稠度高的液壓油等液體，開(kāi)式葉片是很好的首選，可開(kāi)式葉輪也片較少，效率較低、應(yīng)用少。綜上所比較，在原有基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種含上下兩個(gè)葉輪的葉輪組，上邊的葉輪起到了二次運(yùn)送、二次分離的功效，兩組葉輪的配合還大大提高了密閉性，同時(shí)這樣也能提高工作效率，還能保證工作質(zhì)量。此外，對(duì)葉片也進(jìn)行了優(yōu)化，從原來(lái)的平直葉片改為現(xiàn)在的后彎式葉片，而且從原來(lái)的圓柱形改為扭曲型，通過(guò)多次試驗(yàn)和與原有的進(jìn)行比對(duì)，證明了后彎式扭曲型葉片對(duì)提高效率、減少葉片的負(fù)荷起到很大作用，同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)吸入性能也隨之升高了。（3）轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部離心機(jī)的設(shè)計(jì)。離心機(jī)的結(jié)構(gòu)，離心機(jī)由兩部分組成：靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分——轉(zhuǎn)子離心機(jī)的轉(zhuǎn)子決定了它的轉(zhuǎn)速，由有限元分析結(jié)果可知，應(yīng)力峰值出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子頭的圓盤(pán)根部。在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，圓盤(pán)根部產(chǎn)生循環(huán)的拉壓應(yīng)力，結(jié)合在役設(shè)備在轉(zhuǎn)子頭圓盤(pán)根部產(chǎn)生裂紋的情況，可以確定裂紋是由于金屬疲勞引起的。為提高其抗疲勞能力，設(shè)計(jì)中在圓盤(pán)根部圓錐過(guò)渡的同時(shí)，增大過(guò)渡圓角的半徑，從而改善了根部的結(jié)構(gòu)，降低了根部的應(yīng)力峰值，因此大大延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)子頭的壽命。靜止部分包括具有輸入管接頭和輸出管接頭的離心機(jī)基座、空心軸。在軸和基座之間有一個(gè)液體流動(dòng)的管路。基座固定到橡膠膜片襯墊上，橡膠膜片襯墊固定到濾油機(jī)的機(jī)殼上。在基座和膜片中心均有一個(gè)孔，這些孔用于連通離心機(jī)的內(nèi)部空腔和濾油機(jī)的納污室，包括圓錐形底板、帶有軸承的軸套、帶有塞子的外罩、盤(pán)形插入件。在塞子上有一個(gè)放氣閥門(mén)，當(dāng)用液體充填離心機(jī)時(shí)通過(guò)該閥門(mén)排出離心機(jī)中的氣體。