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离心分离器结构设计及Solidworks建模开题报告.doc
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离心分离器结构设计及Solidworks建模说明书.doc
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螺钉2.SLDPRT
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内圈.SLDPRT
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套筒.SLDPRT
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小轴承.SLDASM
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转子.SLDPRT
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转子装配.SLDASM
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装配体2.SLDASM
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装配体3.SLDASM
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总装图.SLDASM
1、有多少个偏心质量，以及分布在多少个回转平面内，都只需在选定的两个平衡基面内增加或除去个适当的平衡质量，就可以使转子获得动平衡。双面平衡。静平衡的转子不定动平衡。动平衡同时满足静平衡的条件经过动平衡的转子定静平衡反之，经过.传动系统设计.轴的设计选取轴的材料和热处理的方法离心分离器是般机器设备，所受载荷不大，主要承受扭矩作用根据钢的材料的力学性能选择，钢粗加工后进行调质处理便能满足使用要求。经查机械传动装置设计手册得.按扭转强度估算轴的直径轴的最小直径计算公式为由教材表，查得轴.在轴的左端轴径为，右端为。轴的结构设计在花键轴已初选用型轴承与轴承配合的轴径为，以轴肩作轴向定位，另外还要考虑在油气分离过程中，被分离的气体，要从轴的中心排出，因此该轴应做成空心的轴，如图.所示。因为半联轴器与轴配合部分的长度为，为需要轴左边第段应比略小，顾取。图.轴的简图轴的强度计算作用在轴端上的拉力和向轴线简化，其结果如图所示，传动轴受铅垂力。•.此力使轴在铅垂面内发出弯曲变形。外力偶矩为.此力偶矩与电机传给轴的扭矩相平衡，使轴产生扭转变形，故此轴属于变扭组合变形。内力分析分别作出轴的弯矩图和扭矩图如上图所示。由内力图可以产断截面为危险截面，该截面上的内力矩为轴的转速离心力.代表转子的分类半径，代。
2、小值时拥有最小的抛离速度，所以取。即.也就是说当油气乳化液入口时贴近转子内通风腔外表面的部分是分离时间最长的部分。当油气以速度相对于转子向前运动时它在分离器内的最大停留时间为.由于式.可以改写为.式中油气分离器入口的实际面积油气分离器通道的总长度通过油气分离器的总流量面积系数转子轴中间的通道内径转子的当量外径。若流体微团在油气分离器停留的时间大于他的抛离时间，则可以保证在直径为的油粒全部甩向转子的边缘，达到油气分离的目的。而为保证抛离的临界条件，由此可以得出该油气分离器可以分出去的油粒的最小直径为.式中滑油的运动粘度。由公式.得即当油气乳化液入口时贴近转子内能风腔外表面的部分是分离时间最长的部分。将实际数据带入公式.得•转子计算转子结构尺寸计算通过以上的分析计算，我们得到了可分离的油气的临界直径为对于油气分离器有经验值，。将，带入式.，可以导出转子外径为.由•可以得出转子轴中间的通道内径。由•可以得出转子通风腔的长度。通过比例的分析计算，我们得到可分离的油气的临界直径为根据花键轴的轴径为，可得转子的外壁为,转子壁厚为，顾转子内壁为和，两中孔距离为，地孔距离为。转子平衡计算刚性转子的静平衡计算如图为盘状转子。已知和和和当转子以角速度回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力为为平衡。
3、太少。液体将不能很快的没整个周向展开形式，圆柱形的自由表面，不利于油气分离并且当出口反压很小时还可以将气体带出辐板数目太多，则占据了过大的空间，也使分离面积减小般取片为宜。.油气分离器结构设计.转子结构设计离心分离器，直接由发动机轴通过减速齿轮带动旋转油气乳化液在转子里的运动实际是油，现在计算可以进行适当的简化由于分离器的通道坡度不大，不考虑附面层影响，可以认为通道内的轴向速度不变即油气的轴向速度为，因为发动机所用的润滑油求在较低或较高的温度下均能正常工作并要求有小的粘度，所以可能把润滑油假定为理想流体。在离心力的作用下，较重的润滑油甩向周边再流入油箱，而留在转子中心的空气和润滑油蒸气通向发动机的内通风腔。为了简化运算建立如下模认为转子半径为尺寸，内部通道的半径为如图.所示。取流体微团作为研究对象，现在进行般情况下的运动分析。图.转子结构简图由理论力学关于加速度合成的定理可以得到焦点，运动的绝对加速度，等于相对加速度牵连加速度与斜式加速度三者的和。当原点以。的速度进入转子做匀速曲线运动，认为原点在图式位置时的曲率半径为，则这三项加速度分别为相对加速度由于流体微团相对于转子叶片做匀速曲线运动，故只有法向加速度即。.牵连加速度因为转子做匀速运动，故只有向心加速度即•.科氏加速度由可确定在图示平面所垂直的平面内，并与。垂直它的大小为.为了方便计算，将相对加速度，牵连加速度，科氏加速度在和坐标轴上投影得因此式中流体微团的质量油珠对转子角速度的滞后系数转子的角速度油气的入口速度入口速度和轴向夹角的余角。对于该油气分离器来说因为油气的流量，恒定转子半径近似相等，原以可以认为油气相对于油气分离器中做匀速直线运动。所以相对加速度由于流体微团相对于。
4、油中含有的大部分空气分离出来。分离器有多种形式，其中离心分离器效果最好，它主要利用离心力场将油液中的未溶气体分离出来，在这种情况下，工作液为重物质，在离心力场的作用下甩向转子外缘，而气体较轻，在压力场的作用下集中在转子中心，在此加以聚集并排出。本文现针对型发动机润滑系统中的分离器进行了油气分离技术的分析并根据分离效果的要求来初步确定分离器转子的结构尺寸，建立了理论推导的计算模型并使用技术对其进行三维造型设计。润滑系统中由供油泵从油箱中抽出定流量的润滑油,经过压力调节活门的调压使泵出口的润滑油压力基本恒定,压力油经过油滤过滤后通过直射式喷油嘴向轴承内圈外缘喷油,借助离心力将润滑油带入轴对发动机前后轴等进行润滑,润滑过后的热润滑油靠回油泵流回有箱,由于润滑过后的润滑油中含有大量气体对系统不利。因此,在流回油箱前需进油气分离器把润滑油于气体分离。润滑油系统所采用的油气分离装置主要有三种类型动压式油气分离器，离心机式油气分离器，平板式油气分离器。其中平板式最简单,它利用润滑油以薄层流过平板或孔隙或滤网时气泡破裂使空气从润滑油中溢出从而使油气分离，显然在润滑油粘度较大及气泡直径较小时分离效果较差,且当油流较大时,需要较大的平板,它用于早期的或小型发动机。动压式油气分离器是利用液体旋转。
5、这些离心惯性力，在转子上加平衡质量，使与相平衡，即矢径质径积平衡质径积的大小和方位可根据上式用图解法求出。求出后，可以根据转子的结构选定，即可定出平衡质量。也可在的反方向处除去部分质量来使转子得到平衡，只要保证即可。结论静平衡的条件分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零。对于静不平衡的转子，不论它有多少个平衡质量，都只需在同平衡面内增加或除去个平衡质量就可以获得平衡，单面平衡。刚性转子的动平衡计算如图为长转子。已知，和以及，和。当转子以角速度回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力将形成空间力系。将力分解为相互平行的两个分力选定两个回转平面及作为平衡基面，将各离心惯性力分别分解到平衡基面及内。将,和分解为平衡基面内的和平衡基面内的空间力系转化为两个平面汇交力系。在平衡基面及内适当地各加平衡质量，分别使两个基面内的惯性力之和分别为零，则转子达到动平衡。平衡基面及内的平衡质量的大小和方位的确定同静平衡计算方法。分别列出基面及内的平衡条件选取适当的比例尺，用图解法求出和根据转子的结构选定和，定出平衡基面及内的平衡质量和。结论动平衡的条件当转子转动时，转子分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力和合力矩均为零。对于动不平衡的刚性转子，不论它。
6、可确定在图示平面所垂直的平面内，并与。垂直它的大小为.为了方便计算，将相对加速度，牵连加速度，科氏加速度在和坐标轴上投影得因此式中流体微团的质量油珠对转子角速度的滞后系数转子的角速度油气的入口速度入口速度和轴向夹角的余角。对于该油气分离器来说因为油气的流量，恒定转子半径近似相等，原以可以认为油气相对于油气分离器中做匀速直线运动。所以相对加速度由于流体微团相对于转子叶片做匀速直线运动，即式.和.中故不存在相对加速度，即牵连加速度因为转子做匀速运动，故只有向心加速度，即方向如图所示。式中流体微团到转子中心的距离。科氏加速度由，且相对速度和角速度的方向平行。所以在式.和.中为度，即，所以绝对加速度，流体微团所受到的离心力为.式中流体微团的当量直径滑油密度。它所受到的阻力是.阻力系数是雷诺数的函数。当在范围内时，适用以下的经验公式，所以阻力为.由于流体微团的重力和离心力相比小的很多，所以可以忽略不计。在运动流体内中所受的内摩擦力也可以相互抵消。所以它所受的离心力和阻力相互平衡，即。由此可以解出流体微团的相对抛离速度.它在油气分离器中所需要的抛离时间为式中为微团的抛离距离，这个值随着油珠所在的位置不同而异，我们可以知道当时这个抛离距离最大。流体微团的相对抛离速度，由公式.可知，当取最。
7、离心力来进行油气分离的,在摩擦阻力大,液体旋转角度下降快的情况分离效果较差,般设计在回油箱的回油管的出口,回油在压力作用下切向进入油气分离器,在内壁上旋转使气体分离逸出,离心机式分离效果最佳,这是由于离心机式分离器依靠转子的旋转使油气获得较高的切向速度,但它需要消耗定的功率来驱动转子。.离心分离器原理离心分离器主要利用离心力场将油液中的未溶气体分离出来，在这种情况下，工作液为重物质，在离心力场的作用下甩向转子外缘，而气体较轻，在压力场的作用下集中在转子中心，在此加以聚集并排出。分离器般是有转子,壳体,转子轴等零件组成如图.所示由经验得出,油气进口位置般在较小的径向位置上,这样可以使进口的阻力减小,同时便于油气分离,而润滑油出口般设计在最大径向位置上,以达到最高的分离效果,并足以克服最大的出口反压,通气口则要安置在转子中心轴上的低压区,轴上开孔或沿轴向做环形间隙,于气体从通气孔排出。图.分离器总体结构离心分离器中，转子是对油施加旋转的核心。因此转子在结构上大多采用辐板结构。辐板起到了连接和加强的作用，更主要的目的是使油气进入转子内腔后能尽快获得圆周运动，使油气迅速分离，缩短了转子轴向尺寸。采用辐板数目的多少直接影响到了油汽分离器的分离效果。辐板数目不能太多也不能太少。辐板数目。
8、力将溶液中密度不同的成分进行分离的种设备。可进行固液分离液液分离重液体和轻液体及乳浊液等。该设备的主要部分是电机带动可旋转的圆筒，称做转鼓。有的转鼓壁上有很多小孔，离心分离时，转鼓壁上衬有滤布，使固体物留在鼓壁而液体通过小孔甩出。也有的转鼓无小孔，被甩液体可以用导管排出。离心机的转速可分为常速和高速，离心机的转速越高，分离效果越好实际应该是看离心力，离心力越大分离效果越好，但是离心力的大小与转速的平方成正比，所以也可认为转速越高分离效果越好。按分离的机理来说，离心机可分为过滤离心机和沉降离心机。按主轴和转鼓轴线的方向可分为立式和卧式。按离心机操作特征可分为间歇式和连续式。按卸料方式分为推料式刮刀式和螺旋式等。关键字离心分离器，油气分离转子结构设计.转子计算.传动系统设计.轴的设计.联轴器的选择.轴承的选择.分离器三维造型.简介.分离器壳体建模.盖的建模.转子的建模.装配模型.分离器盖夹具设计.夹具设计小结参考文献致谢.绪论.课题简介离心分离装置是润滑系统的重要组成部分,在润滑油的流动过程中,大量的游离空气和燃气抽到润滑油中来,使润滑油中的空气含量增加这将降低它的冷却能力,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设计油气分离器，把润滑。
参考资料：
离心分离器结构设计及Solidworks建模