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风机选型与安装
生产负压风机新型密封材料（YQSM-01）在轴动密封中的应用单圆弧
YQSM-01密 封 材 料 介 绍
本厂是秦皇岛燕秦纳米科技有限公司的直属企业。自2005年2月组建以来，以研发、设计和生产高效、节能环保的密封填料为己任，依托燕秦纳米科技公司的人才优势，并联合大连理工大学开发出具有国内领先水平的新产品：YQSM-01高效密封填料。该产品可较好地解决炼油、化工、电力等众多行业中的风机（泵）、阀门、搅拌器、减速机等设备的轴密封问题。
传统的机泵轴的密封，盘根一直占据主导地位。不论是油寝盘根、还是石墨盘根，都要一根一根地填入机泵的填料箱内。然后用压兰盖压紧，使盘根变形而抱紧轴杆，达到密封目的。盘根密封方式虽然形式单一、材料成本低，但它的寿命短、密封效果差、发热量大、摩擦力及功率消耗大；其次是采用轴承压盖O型圈密封，虽成本较低，但寿命短，“跑漏油”现象严重，维护费用高，且更换O型圈时耗工、耗时。
机械密封是另一种传统的轴密封方式，虽然有不泄漏、使用寿命长等优点。但是它造价十分昂贵，对制造、安装、使用环境和维护的精度要求非常高，尤其不适合工艺介质中含一定的杂质颗粒或含有腐蚀性物质。
产品性能
YQSM-01 高效密封填料，是选用多种高分子复合原材料和纳米材料、经特殊工艺合成的。它在非工作状态下表现为柔软、无固定形态的固体物。它综合了传统密封方式的优点、克服了它们的缺陷、是一种密封性能佳、使用寿命长、综合费用低的新型密封材料。本产品的实验室结果和部分客户设备的试用结果表明它具有下述性能。
1. 密封效果好、无泄漏、不需要冷却水。
2. 摩擦系数小、自润滑性能好，可提高机泵效率（一般为 3 － 5 ％）。
3. 不磨损轴或轴套，足以满足大修周期，不必拆开重装，即使轴套已磨损，亦可放心填装，不必更换轴套。
4. 降低噪音，改善了机泵周围的环境。
5. 导热效果好，无需水冷却或冲洗，可避免介质的无谓流失。
6. 化学稳定性强、耐腐蚀，适用于酸、碱及其它腐蚀性介质。
7. 对带有颗粒的复杂介质使用效果同样良好。
8. 使用寿命长，该填料的年损失量小于10% 。
9. 安装简便，无须对安装人员进行复杂的培训。
10. 一次安装，一劳永逸， 维护量几乎为零。
11. 库存单一，只需准备一种填料就可以满足各种型号机泵的需要。
12. 产品从生产到安装、使用中，均不出现污染现象，属于典型的环保产品。
13. 综合经济效益高。实验表明一台75KW水泵使用本填料，第一年可节约综合费用80％，
第二年后每年可节约综合费用高达95％。
YQSM － 01 高效密封填料主要由以下原料合成。
1. 高强度聚芳酰胺纤维（美国杜邦公司研制生产）
2. 聚丙烯纳米纤维（日本日立公司生产）
3. 聚四氟乙烯乳液
4. 耐高温密封剂及润滑剂
5. 抗氧化剂、还原剂、增强剂、增塑剂
主要技术参数
项目
型号 承压能力MPa 适应温度℃ 线速度m/s 含水量 击穿电压V PH 值 熔点 ℃ 适应介质 备注
YQSM-01a 5.0 -40 — 120 12
摘要：本文介绍一种利用立式铣床工作台的平移及工件轴心回转的复合运动铣削大直径单圆弧线形叶轮叶片的加工方法，给出了有关参数计算公式。并进行了实例计算和线形轮廓误差分析。
关键词：单圆弧线形；叶轮叶片；铣削工艺；误差分析
0 引言
单圆弧线形叶轮叶片是鼓风机中的关键零件，它的制造方法有焊接、铆接及硬铝压制等。本文介绍一种利用立式铣床工作台面的平移及工件轴心回转的复合运动铣削大直径单圆弧线形叶轮叶片的加工方法。推导出了有关加工参数的计算公式，并进行了实例计算和轮廓加工误差分析。
1 铣制原理及结构
单圆弧线形叶轮叶片的铣削装置示意图见图1，是由立式铣床经过改装而成。铣制原理见图2，将被加工的工件叶轮安装在铣床附加的等分盘上，等分盘固定在回转工作台上，使工件与回转工作台同心，并紧固在一起，将铣床的工作台丝杆接长，使丝杆与挂轮工程的万向连轴节作同步转动。只要合适地选择挂轮比，可使铣床工作台移动和回转工作台的回转运动复合成一条轨迹曲线，即可近似加工出所要求的单圆弧线形叶轮叶片。
式中：S——丝杆的螺距，mm；
θ0——工件转角，度；
Zi——配制挂轮工程齿数。
2 参数计算
由上可知，加工单圆弧线形叶轮叶片的主要参数是：铣刀A点的位置，即偏心距e，的长度，叶轮的旋转角度θ0，以上参数均可由图2几何算出。
已知叶轮叶片的设计参数，进口角β1，出口角β2，进口圆半径r1=D1/2，出口圆半径r2=D2/2，由图2可几何算出或由［1］得圆弧的半径R为
R=(r22-R21)/［2(r2cosβ2-r1cosβ1)］ （1）
(1) 偏心距的计算
在ΔBOG中：
在ΔGOO1中：
在ΔAOO1中，由正弦定理可得，
或 又有∠AOL=∠AOO1-∠GOO1
（2）叶轮转角θ0的计算
在ΔBOG中：∠BOG=90°-β1
在ΔCOH中：∠COH=arcsin(e/r1)
（3）工作台移动距离的计算
而 3 实例计算
已知：一台离心鼓风机的单圆弧线形叶片叶轮的设计参数为：进口角β1=278°，出口角β2=50°，进口圆半径r1=150mm，出口圆半径r2=250mm。
（1） 参数计算
由（1）式可得R=714mm，将R值代入（2）式可得R0=585.5mm。
由（3）式可得，将，R0值代入（4）式可得∠GOO1=83.1°，由（5）式可得∠AOO1==，则由（6）式可得偏心距e=116.6mm。
由（7）式θ0=90°-β1-arcsin(e/r1)=11.18°
由（8）式速比计算，
实际调整后的挂轮比为：
（2） 误差分析
由图2可知，当叶轮纵向运动距离为时，叶轮转过角度为θ，此时铣刀至M点，由此可得：，式中：，所以
令，则在ΔMOO1中，由余弦定理可得：
R2=ρ2+R20-2ρR0cos∠MOO1
令 则 y=∠MOO1=∠GOO1+x+θ (10)
所以 R2=ρ2+R02-2ρR0cosy （11）
由（9）（10）（11）式可知ρ、y、R均为θ的函数，当θ为不同值时，可求得相应的ρ、y、R值，设轮廓误差为ΔR，则SΔR=R-R。
由上例中，取一系列的θ值（0≤θ≤11.18°），将对应分别求出的ρ、y、R和SΔR值列于下表。
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本厂是秦皇岛燕秦纳米科技有限公司的直属企业。自2005年2月组建以来，以研发、设计和生产高效、节能环保的密封填料为己任，依托燕秦纳米科技公司的人才优势，并联合大连理工大学开发出具有国内领先水平的新产品：YQSM-01高效密封填料。该产品可较好地解决炼油、化工、电力等众多行业中的风机（泵）、阀门、搅拌器、减速机等设备的轴密封问题。
传统的机泵轴的密封，盘根一直占据主导地位。不论是油寝盘根、还是石墨盘根，都要一根一根地填入机泵的填料箱内。然后用压兰盖压紧，使盘根变形而抱紧轴杆，达到密封目的。盘根密封方式虽然形式单一、材料成本低，但它的寿命短、密封效果差、发热量大、摩擦力及功率消耗大；其次是采用轴承压盖O型圈密封，虽成本较低，但寿命短，“跑漏油”现象严重，维护费用高，且更换O型圈时耗工、耗时。
机械密封是另一种传统的轴密封方式，虽然有不泄漏、使用寿命长等优点。但是它造价十分昂贵，对制造、安装、使用环境和维护的精度要求非常高，尤其不适合工艺介质中含一定的杂质颗粒或含有腐蚀性物质。
产品性能
YQSM-01 高效密封填料，是选用多种高分子复合原材料和纳米材料、经特殊工艺合成的。它在非工作状态下表现为柔软、无固定形态的固体物。它综合了传统密封方式的优点、克服了它们的缺陷、是一种密封性能佳、使用寿命长、综合费用低的新型密封材料。本产品的实验室结果和部分客户设备的试用结果表明它具有下述性能。
1. 密封效果好、无泄漏、不需要冷却水。
2. 摩擦系数小、自润滑性能好，可提高机泵效率（一般为 3 － 5 ％）。
3. 不磨损轴或轴套，足以满足大修周期，不必拆开重装，即使轴套已磨损，亦可放心填装，不必更换轴套。
4. 降低噪音，改善了机泵周围的环境。
5. 导热效果好，无需水冷却或冲洗，可避免介质的无谓流失。
6. 化学稳定性强、耐腐蚀，适用于酸、碱及其它腐蚀性介质。
7. 对带有颗粒的复杂介质使用效果同样良好。
8. 使用寿命长，该填料的年损失量小于10% 。
9. 安装简便，无须对安装人员进行复杂的培训。
10. 一次安装，一劳永逸， 维护量几乎为零。
11. 库存单一，只需准备一种填料就可以满足各种型号机泵的需要。
12. 产品从生产到安装、使用中，均不出现污染现象，属于典型的环保产品。
13. 综合经济效益高。实验表明一台75KW水泵使用本填料，第一年可节约综合费用80％，
第二年后每年可节约综合费用高达95％。
YQSM － 01 高效密封填料主要由以下原料合成。
1. 高强度聚芳酰胺纤维（美国杜邦公司研制生产）
2. 聚丙烯纳米纤维（日本日立公司生产）
3. 聚四氟乙烯乳液
4. 耐高温密封剂及润滑剂
5. 抗氧化剂、还原剂、增强剂、增塑剂
主要技术参数
项目
型号 承压能力MPa 适应温度℃ 线速度m/s 含水量 击穿电压V PH 值 熔点 ℃ 适应介质 备注
YQSM-01a 5.0 -40 — 120 12
摘要：本文介绍一种利用立式铣床工作台的平移及工件轴心回转的复合运动铣削大直径单圆弧线形叶轮叶片的加工方法，给出了有关参数计算公式。并进行了实例计算和线形轮廓误差分析。
关键词：单圆弧线形；叶轮叶片；铣削工艺；误差分析
0 引言
单圆弧线形叶轮叶片是鼓风机中的关键零件，它的制造方法有焊接、铆接及硬铝压制等。本文介绍一种利用立式铣床工作台面的平移及工件轴心回转的复合运动铣削大直径单圆弧线形叶轮叶片的加工方法。推导出了有关加工参数的计算公式，并进行了实例计算和轮廓加工误差分析。
1 铣制原理及结构
单圆弧线形叶轮叶片的铣削装置示意图见图1，是由立式铣床经过改装而成。铣制原理见图2，将被加工的工件叶轮安装在铣床附加的等分盘上，等分盘固定在回转工作台上，使工件与回转工作台同心，并紧固在一起，将铣床的工作台丝杆接长，使丝杆与挂轮工程的万向连轴节作同步转动。只要合适地选择挂轮比，可使铣床工作台移动和回转工作台的回转运动复合成一条轨迹曲线，即可近似加工出所要求的单圆弧线形叶轮叶片。
1、 铣刀 2、工件 3、等分盘 4、回转工作台 5、万向连轴节 6、挂轮架
图1 铣削装置示意图
图2 铣削原理图
式中：S——丝杆的螺距，mm；
θ0——工件转角，度；
Zi——配制挂轮工程齿数。
2 参数计算
由上可知，加工单圆弧线形叶轮叶片的主要参数是：铣刀A点的位置，即偏心距e，的长度，叶轮的旋转角度θ0，以上参数均可由图2几何算出。
已知叶轮叶片的设计参数，进口角β1，出口角β2，进口圆半径r1=D1/2，出口圆半径r2=D2/2，由图2可几何算出或由［1］得圆弧的半径R为
R=(r22-R21)/［2(r2cosβ2-r1cosβ1)］ （1）
(1) 偏心距的计算
在ΔBOG中：
在ΔGOO1中：
在ΔAOO1中，由正弦定理可得，
或 又有∠AOL=∠AOO1-∠GOO1
（2）叶轮转角θ0的计算
在ΔBOG中：∠BOG=90°-β1
在ΔCOH中：∠COH=arcsin(e/r1)
（3）工作台移动距离的计算
而 3 实例计算
已知：一台离心鼓风机的单圆弧线形叶片叶轮的设计参数为：进口角β1=278°，出口角β2=50°，进口圆半径r1=150mm，出口圆半径r2=250mm。
（1） 参数计算
由（1）式可得R=714mm，将R值代入（2）式可得R0=585.5mm。
由（3）式可得，将，R0值代入（4）式可得∠GOO1=83.1°，由（5）式可得∠AOO1==，则由（6）式可得偏心距e=116.6mm。
由（7）式θ0=90°-β1-arcsin(e/r1)=11.18°
由（8）式速比计算，
实际调整后的挂轮比为：
（2） 误差分析
由图2可知，当叶轮纵向运动距离为时，叶轮转过角度为θ，此时铣刀至M点，由此可得：，式中：，所以
令，则在ΔMOO1中，由余弦定理可得：
R2=ρ2+R20-2ρR0cos∠MOO1
令 则 y=∠MOO1=∠GOO1+x+θ (10)
所以 R2=ρ2+R02-2ρR0cosy （11）
由（9）（10）（11）式可知ρ、y、R均为θ的函数，当θ为不同值时，可求得相应的ρ、y、R值，设轮廓误差为ΔR，则SΔR=R-R。
由上例中，取一系列的θ值（0≤θ≤11.18°），将对应分别求出的ρ、y、R和SΔR值列于下表。
由表可知，实际廓线比理论廓线稍凸，当θ=6°时，ΔR=2.58mm，误差最大。
4 结论
利用立式铣床改装，配制挂轮，加工设备简单，工艺成本低。当调试完成后，由于单向转动进给，因而质量稳定。
该方法可以铣削各种单圆弧线形叶片及其它类偏心圆弧的线形，不受偏心尺寸限制，对于单圆弧直径及偏心尺寸的各种变化只需调整转动比，即调整配换挂轮就可满足，不需其他附加设备，扩大了铣床加工偏心圆弧的范围，同时加工受力情况较好。
单圆弧线形直径与叶片直径比值愈大，则轮廓精度越高，因而铣削大直径单圆弧曲线更显其优越性.
来源：佳工机电网
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