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離心分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及Solidworks建模
摘要
離心分離裝置是潤(rùn)滑系統(tǒng)的重要組成部分,在潤(rùn)滑油的流動(dòng)過(guò)程中,大量的游離空氣和燃?xì)獬榈綕?rùn)滑油中來(lái),使?jié)櫥椭械目諝夂吭黾舆@將降低它的冷卻能力,增大其消耗量及管路中的流油阻力,影想泵 的抽油能力，因此在靠近油箱的回油路出口上需要設(shè)計(jì)油氣分離器，把潤(rùn)滑油中含有的大部分空氣分離出來(lái)。
分離器有多種形式，其中離心分離器效果最好，它主要利用離心力場(chǎng)將油液中的未溶氣體分離出來(lái)，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場(chǎng)的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場(chǎng)的作用下集中在轉(zhuǎn)子中心，在此加以聚集并排出。
離心分離器一般是有轉(zhuǎn)子,殼體,轉(zhuǎn)子軸等零件組成，其中轉(zhuǎn)子是對(duì)油施加旋轉(zhuǎn)的核心。所以轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)油氣分離器的性能有很大的影響。
本文現(xiàn)針對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中的分離器進(jìn)行了油氣分離技術(shù)的分析并根據(jù)分離效果的要求來(lái)初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸，建立了理論推導(dǎo)的計(jì)算模型并使用SOLIDWORKS 技術(shù)對(duì)其進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵字： 離心分離器 ， Solidworks。
Abstract
Centrifuge device is the lubrication system, an important part of the flow of lubricants in the process, a lot of free air and gas drawn in the lubricating oil, lubricating oil in the air so that the content of this increase will reduce its cooling capacity, by And its large consumption of oil pipeline in the flow resistance, the film would like to pump pumping capacity, so close to the fuel tank in the back of oil exports on the needs of oil and gas separator, the lubricant contains most of the air separated.
Separator take many forms, including centrifugal separator best use of the centrifugal force of its main oil field will be in the dissolved gas is not isolated, in which case, the working fluid for re-substances, in the field of centrifugal force under rejection To the outer edge of the rotor, while the lighter gas in the market under pressure on the rotor, and gather here to be discharged.
Centrifugal separator in general there is a rotor, housing, rotor shaft, and other parts, of which rotor is imposed by rotating the core of the oil. Therefore, the structure of the rotor size of the oil and gas separation performance significantly.
This article is for a certain type of engine lubrication system separator for oil and gas separation technology based on the analysis and separation of the initial request to determine the structure of the rotor separator size, the establishment of a theoretical model calculations and the use of their three-dimensional technology SOLIDWORKS Design.
Keyword： centrifugal separator, Solidworks.
第一章 概述
1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生綜和運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論,基本知與基本技能去解決專業(yè)內(nèi)的共程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。
1．培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力拓寬和深化學(xué)過(guò)的知識(shí)。
2．培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維,掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序,規(guī)范和方法。
3培養(yǎng)正確使用技術(shù)資料,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)手冊(cè),圖冊(cè)等工具書,進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,數(shù)據(jù)處理,編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。
4．培養(yǎng)調(diào)查研究,面向?qū)嶋H,面向生產(chǎn)的基本工作態(tài)度,工作作風(fēng)和工作方法。
1.2課題簡(jiǎn)介
離心分離裝置是潤(rùn)滑系統(tǒng)的重要組成部分,在潤(rùn)滑油的流動(dòng)過(guò)程中,大量的游離空氣和燃?xì)獬榈綕?rùn)滑油中來(lái),使?jié)櫥椭械目諝夂吭黾舆@將降低它的冷卻能力,增大其消耗量及管路中的流油阻力,影想泵 的抽油能力，因此在靠近油箱的回油路出口上需要設(shè)計(jì)油氣分離器，把潤(rùn)滑油中含有的大部分空氣分離出來(lái)。
分離器有多種形式，其中離心分離器效果最好，它主要利用離心力場(chǎng)將油液中的未溶氣體分離出來(lái)，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場(chǎng)的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場(chǎng)的作用下集中在轉(zhuǎn)子中心，在此加以聚集并排出。
本文現(xiàn)針對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中的分離器進(jìn)行了油氣分離技術(shù)的分析并根據(jù)分離效果的要求來(lái)初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)尺寸，建立了理論推導(dǎo)的計(jì)算模型并使用SOLIDWORKS 技術(shù)對(duì)其進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。
潤(rùn)滑系統(tǒng)中由供油泵從油箱中抽出一定流量的潤(rùn)滑油,經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)活門的調(diào)壓使泵出口的潤(rùn)滑油壓力基本恒定,壓力油經(jīng)過(guò)油濾過(guò)濾后通過(guò)直射式噴油嘴向軸承內(nèi)圈外緣噴油,借助離心力將潤(rùn)滑油帶入軸 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)前后軸 等進(jìn)行潤(rùn)滑,潤(rùn)滑過(guò)后的熱潤(rùn)滑油靠回油泵流回有箱,由于潤(rùn)滑過(guò)后的潤(rùn)滑油中含有大量氣體對(duì)系統(tǒng)不利。因此,在流回油箱前需進(jìn)油氣分離器把潤(rùn)滑油于氣體分離。
潤(rùn)滑油系統(tǒng)所采用的油氣分離裝置主要有三種類型：動(dòng)壓式油氣分離器，離心機(jī)式油氣分離器，平板式油氣分離器。
其中平板式最簡(jiǎn)單,它利用潤(rùn)滑油以薄層流過(guò)平板或孔隙或?yàn)V網(wǎng)時(shí)氣泡破裂使空氣從潤(rùn)滑油中溢出從而使油氣分離,顯然在潤(rùn)滑油粘度較大及氣泡直徑較小時(shí)分離效果較差,且當(dāng)油流較大時(shí),需要較大的平板,它用于早期的或小型發(fā)動(dòng)機(jī)
動(dòng)壓式油氣分離器是利用液體旋轉(zhuǎn)離心力來(lái)進(jìn)行油氣分離的,在摩擦阻力大,液體旋轉(zhuǎn)角度下降快的情況分離效果較差,一般設(shè)計(jì)在回油箱的回油管的出口,回油在壓力作用下切向進(jìn)入油氣分離器,在內(nèi)壁上旋轉(zhuǎn)使氣體分離逸出,離心機(jī)式分離效果最佳,這是由于離心機(jī)式分離器依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使油氣獲得較高的切向速度,但它需要消耗一定的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。
離心機(jī)式分離器稱為離心式分離器,它主要利用離心力場(chǎng)將油液中的未溶氣體分離出來(lái),在這種情況下,工作液為重物質(zhì),在離心力的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣而氣體較輕,在離心力場(chǎng)的作用下集中在轉(zhuǎn)子周圍,在此加以聚集并排出。
分離器一般是有轉(zhuǎn)子,殼體,轉(zhuǎn)子軸等零件組成如圖2.1所示由經(jīng)驗(yàn)得出,油氣進(jìn)口位置一般在較小的徑向位置上,這樣可以使進(jìn)口的阻力減小,同時(shí)便于油氣分離,而潤(rùn)滑油出口一般設(shè)計(jì)在最大徑向位置上,以達(dá)到最高的分離效果,并足以克服最大的出口反壓,通氣口則要安置在轉(zhuǎn)子中心軸上的低壓區(qū),軸上開孔或沿軸向做環(huán)形間隙, 于氣體從軸心排出。
圖2.1分離器總體結(jié)構(gòu)
1——?dú)んw；2——轉(zhuǎn)子；3——蓋；4——轉(zhuǎn)子軸；5——軸承
離心分離器中，轉(zhuǎn)子是對(duì)油施加旋轉(zhuǎn)的核心。因此轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上大多采用輻板結(jié)構(gòu)。輻板起到了連接 和加強(qiáng)的作用，更主要的目的是使油氣進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔后能盡快獲得圓周運(yùn)動(dòng)，使油氣迅速分離，縮短了轉(zhuǎn)子軸向尺寸。采用輻板數(shù)目的多少直接影響到了油汽分離器的分離效果。輻板數(shù)目不能太多也不能太少。輻板數(shù)目太少。液體將不能很快的沒(méi)整個(gè)周向展開形式，圓柱形的自由表面，不利于油氣分離；并且當(dāng)出口反壓很小時(shí)；還可以將氣體帶出；輻板數(shù)目太多，則占據(jù)了過(guò)大的空間，也使分離面積減??；一般取4-8片為宜。