离心式滤油机主要部件的设计

宋今朝

【摘要】在现有离心式滤油机技术基础上，进行整体优化设计，主要是对滤油机的主要部件转鼓进行优化，以便更好的提高其使用性能。

【关键词】离心式滤油机优化设计转鼓

一、概述

離心分离式滤油机在其内部有一个带有双喷式喷嘴的转子，只需由机油所产生的压力提供驱动力。设备开启后，通过泵将油箱内机油送至转子内，待机油充满转子后就沿转盘下部喷油嘴喷出，既而产生驱动力使转子高速旋转。它的转速能达到4000-6000r.p.m以上，以离心力的原理直接驱使杂质自机油中分离出来。即使是1μm那样的大小亦能被取出。分离出来的杂质附着在转子内的杂质收集盖内，只需定期清洗即可。

二、离心式滤油机的机构

（1）滤油机机壳、纳污室。滤油机的机壳为一承力构件。在机壳的前面是一个小室——纳污室。该纳污室被一个盖封闭，盖上有放油口，打开放油口可以倒出纳污室中的液体。盖上还带有一个观察窗口，通过该窗口可观察纳污室中的沉淀物量。在纳污室上方的膜片式衬垫上放置带有转子的离心机，离心机被保护罩起来，外壳上带有可快速拆卸的盖。（2）仪表箱。面板上安装有流量调节阀门、压力表、温度计、电源指示灯、齿轮泵开关、离心机启动和停止按钮。在框架内部还固定有一个电源开关（手柄外置于后面板右上部），一个安装有电器设备的配电盘及线路，压力继电器，一个温度计传感器，一个齿轮泵、进出油管路等。（3）泵。第一次起动滤油机时，齿轮泵用于为滤油机整个液压系统（纳污室、离心机和所有管路）填充液体。当离心机充满油液后需要排除油液中的气体，齿轮泵用于在液压系统内建立一定的压力。（4）液压管路。在机壳和框架的内部是液体管路系统，沿外部汲取管路将被净化液体提供给离心机，然后由与之相连的输出软管将被净化液体从离心机中排出。

三、滤油主要部件的设计

3.1法兰

法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起。设计的离心机工作时的压力范围是0.05—0.25Mpa。根据压力管道标准（中国管道标准体系）选择公称直径为DN25（一寸）的（不锈钢）管，管径：一寸； 工作介质：液压油； 压力：0.05-0.2 Mpa；管为DN25 所以公称通径为33.7mm 即公称通径为DN25的法兰（欧洲体系1），确定公称压力，因为工作时压力一般为0.25 Mpa，法兰材料一般和管材质相同，所以选不锈钢。螺栓由原来的四个改为了八个，提高了法兰的密闭性能也更稳固了。

3.2转鼓

（1）转鼓是离心机的关键部件之一。进行转鼓应力计算时, 主要考虑了由转鼓体自身质量、转鼓内的筛网质量以及物料质量因高速旋转所产生的离心力作用下的应力。转鼓旋转时由自身质量引起的离心力所产生的周向应力为R1′= 10- 9qQ0R 2X3。式中：q ——转鼓体上开孔引起的密度减少系数, q=1-（Pd 2/4b1b2·sinA），其中d、b1、b2、A为转鼓上开孔的布置尺寸，X：角速度；Q0：转鼓体材料密度；R：转鼓内半径。（2）转鼓内部叶轮部分整体化设计。原来的叶轮采用的是闭式叶轮由叶片，前后叶盖组成，此叶轮效率较高，但其制造难度较大，也只能运送清水、溶液等粘稠度较小的不含颗粒的较清洁液体。还有一种叶轮就是半开式叶轮，它的不足之处是:也只能输送粘稠度较小的液体，而且工作效率不是很高。要是想运送粘稠度高的液压油等液体，开式叶片是很好的首选，可开式叶轮也片较少，效率较低、应用少。综上所比较，在原有基础上设计了一种含上下两个叶轮的叶轮组，上边的叶轮起到了二次运送、二次分离的功效，两组叶轮的配合还大大提高了密闭性，同时这样也能提高工作效率，还能保证工作质量。此外，对叶片也进行了优化，从原来的平直叶片改为现在的后弯式叶片，而且从原来的圆柱形改为扭曲型，通过多次试验和与原有的进行比对，证明了后弯式扭曲型叶片对提高效率、减少叶片的负荷起到很大作用，同时我们还发现吸入性能也随之升高了。（3）转鼓内部离心机的设计。离心机的结构，离心机由两部分组成：静止部分和转动部分——转子离心机的转子决定了它的转速，由有限元分析结果可知，应力峰值出现在转子头的圆盘根部。在转动过程中，圆盘根部产生循环的拉压应力，结合在役设备在转子头圆盘根部产生裂纹的情况，可以确定裂纹是由于金属疲劳引起的。为提高其抗疲劳能力，设计中在圆盘根部圆锥过渡的同时，增大过渡圆角的半径，从而改善了根部的结构，降低了根部的应力峰值，因此大大延长了转子头的寿命。静止部分包括具有输入管接头和输出管接头的离心机基座、空心轴。在轴和基座之间有一个液体流动的管路。基座固定到橡胶膜片衬垫上，橡胶膜片衬垫固定到滤油机的机壳上。在基座和膜片中心均有一个孔，这些孔用于连通离心机的内部空腔和滤油机的纳污室，包括圆锥形底板、带有轴承的轴套、带有塞子的外罩、盘形插入件。在塞子上有一个放气阀门，当用液体充填离心机时通过该阀门排出离心机中的气体。