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離心分離器結構設計及Solidworks建模
摘要
離心分離裝置是潤滑系統(tǒng)的重要組成部分,在潤滑油的流動過程中,大量的游離空氣和燃氣抽到潤滑油中來,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計油氣分離器，把潤滑油中含有的大部分空氣分離出來。
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將油液中的未溶氣體分離出來，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場的作用下集中在轉(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)子是對油施加旋轉(zhuǎn)的核心。所以轉(zhuǎn)子的結構尺寸對油氣分離器的性能有很大的影響。
本文現(xiàn)針對某型發(fā)動機潤滑系統(tǒng)中的分離器進行了油氣分離技術的分析并根據(jù)分離效果的要求來初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結構尺寸，建立了理論推導的計算模型并使用SOLIDWORKS 技術對其進行三維造型設計。
關鍵字： 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)設計的目的
畢業(yè)設計是學生完成本專業(yè)教學計劃的最后一個環(huán)節(jié)使學生綜和運用所學過的基本理論,基本知與基本技能去解決專業(yè)內(nèi)的共程技術問題而進行的一次基本訓練。
1．培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術問題的獨立工作能力拓寬和深化學過的知識。
2．培養(yǎng)正確的設計思想,設計構思和創(chuàng)新思維,掌握工程設計的一般程序,規(guī)范和方法。
3培養(yǎng)正確使用技術資料,國家標準,有關手冊,圖冊等工具書,進行設計計算,數(shù)據(jù)處理,編寫技術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,工作作風和工作方法。
1.2課題簡介
離心分離裝置是潤滑系統(tǒng)的重要組成部分,在潤滑油的流動過程中,大量的游離空氣和燃氣抽到潤滑油中來,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計油氣分離器，把潤滑油中含有的大部分空氣分離出來。
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將油液中的未溶氣體分離出來，在這種情況下，工作液為重物質(zhì)，在離心力場的作用下甩向轉(zhuǎn)子外緣，而氣體較輕，在壓力場的作用下集中在轉(zhuǎn)子中心，在此加以聚集并排出。
本文現(xiàn)針對某型發(fā)動機潤滑系統(tǒng)中的分離器進行了油氣分離技術的分析并根據(jù)分離效果的要求來初步確定分離器轉(zhuǎn)子的結構尺寸，建立了理論推導的計算模型并使用SOLIDWORKS 技術對其進行三維造型設計。
潤滑系統(tǒng)中由供油泵從油箱中抽出一定流量的潤滑油,經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)活門的調(diào)壓使泵出口的潤滑油壓力基本恒定,壓力油經(jīng)過油濾過濾后通過直射式噴油嘴向軸承內(nèi)圈外緣噴油,借助離心力將潤滑油帶入軸 對發(fā)動機前后軸 等進行潤滑,潤滑過后的熱潤滑油靠回油泵流回有箱,由于潤滑過后的潤滑油中含有大量氣體對系統(tǒng)不利。因此,在流回油箱前需進油氣分離器把潤滑油于氣體分離。
潤滑油系統(tǒng)所采用的油氣分離裝置主要有三種類型：動壓式油氣分離器，離心機式油氣分離器，平板式油氣分離器。
其中平板式最簡單,它利用潤滑油以薄層流過平板或孔隙或濾網(wǎng)時氣泡破裂使空氣從潤滑油中溢出從而使油氣分離,顯然在潤滑油粘度較大及氣泡直徑較小時分離效果較差,且當油流較大時,需要較大的平板,它用于早期的或小型發(fā)動機
動壓式油氣分離器是利用液體旋轉(zhuǎn)離心力來進行油氣分離的,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,一般設計在回油箱的回油管的出口,回油在壓力作用下切向進入油氣分離器,在內(nèi)壁上旋轉(zhuǎn)使氣體分離逸出,離心機式分離效果最佳,這是由于離心機式分離器依靠轉(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驅(qū)動轉(zhuǎn)子。
離心機式分離器稱為離心式分離器,它主要利用離心力場將油液中的未溶氣體分離出來,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)驗得出,油氣進口位置一般在較小的徑向位置上,這樣可以使進口的阻力減小,同時便于油氣分離,而潤滑油出口一般設計在最大徑向位置上,以達到最高的分離效果,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分離器總體結構
1——殼體；2——轉(zhuǎn)子；3——蓋；4——轉(zhuǎn)子軸；5——軸承
離心分離器中，轉(zhuǎn)子是對油施加旋轉(zhuǎn)的核心。因此轉(zhuǎn)子在結構上大多采用輻板結構。輻板起到了連接 和加強的作用，更主要的目的是使油氣進入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔后能盡快獲得圓周運動，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整個周向展開形式，圓柱形的自由表面，不利于油氣分離；并且當出口反壓很小時；還可以將氣體帶出；輻板數(shù)目太多，則占據(jù)了過大的空間，也使分離面積減小；一般取4-8片為宜。