JPS601943B2 - 回転式ポンプ用ベ−ンとロ−ラ−の組み合わせ - Google Patents

回転式ポンプ用ベ−ンとロ−ラ−の組み合わせ

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JPS601943B2
JPS601943B2 JP12378578A JP12378578A JPS601943B2 JP S601943 B2 JPS601943 B2 JP S601943B2 JP 12378578 A JP12378578 A JP 12378578A JP 12378578 A JP12378578 A JP 12378578A JP S601943 B2 JPS601943 B2 JP S601943B2
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cast iron
roller
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堅太郎 高橋
茂 浦野
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • F01C21/0809Construction of vanes or vane holders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐摩耗性に優れ、かつ被削性や熱処理等の生産
性に優れる、ロータリーコンブレッサー等の回転式ポン
プに用いられるべーンと、該べーンと摺接する円筒形状
ローラーの組み合わせに関する。
回転式ポンプ、特にロータリーコンブレッサーにおいて
、高い吐出圧を得る場合に、一般にべーンはローラー面
とのシール性を維持するため、油圧、バネ等でべーンを
ローラー面に押圧し、また高圧化するに従いローターの
回転数も高くなるためべーンとローラー面の摩耗が著し
く大きくなる。
従来、かかる摩耗量を低減する発明として、耐摩耗性に
優れる合金鋼、合金鋳鉄、焼結材料によるべーン・ロー
ラが提供されているが、これらの耐摩耗性材料は被削性
が劣り、また特殊な熱処理を必要とするなど生産性が著
しく劣る欠点を有する。
さらに、これら耐摩耗性材料によるべーンを用いると、
ローラーの摩耗が著しくなり、ローフーにも特殊な材料
を必要とするなどの欠点もある。本願発明は、生産性に
優れる鋳鉄材料によりなるべーンを蓮銭村もしくは共晶
黒鉛鋳鉄あるいは低合金片状黒鉛鋳鉄等によりなるロー
ラーと摺暖させることにより、耐摩耗性を向上させるこ
とに特徴を有する発明である。
現在用いられている鋳造材べ−ンは銭放状態で白銑組織
にして、黒鉛化鏡鎚にて適量の蟻房炭素を析出させ、更
に暁入によって基地を高硬度のマルテンサィトにして炭
化物と黒鉛によって耐摩耗性を維持している。
本発明における鋳造材べーンは、上記の黒鉛化競鈍をせ
ず鎌放しの片状黒鉛からなるもので、化学成分の管理に
よって炭化物質と黒鉛量を適切な範囲にコントロールす
るものである。
かかるべーン材料として、本発明者が先に提示した袴公
昭43−17497号「耐摩耗鋳鉄製バルブリフ夕−及
びその製造方法」を基本とした化学成分範囲が重量組成
で、TC2.50〜3.90%、Sil.50%〜3.
0%、Mno.50〜1.50%、NiまたはCuo.
20〜0.80%、Moo.20〜0.80%、BO.
005〜0.10%、Cro.50〜ZO0%、PO.
30%以下、SO.10%以下、VO.50%以下、残
部鉄よりなる鋳鉄が適用される。以下、本発明における
べーン材の成分限定理由について述べる。
炭素(C)はT。
Cにて2.5の重量%以下では、耐摩耗性に必要な炭化
物の生成が得られず、また鋳造性も悪い。一方、3.9
の重量%以上では炭化物の量が増加し材料の腕化をもた
らすために炭素は2.50〜3.9の重量%に設定した
。珪素(Si)は、1,50重量%以下では白銑化を先
じやすくなることと鋳造性の低下を招く。
一方3.の重量%以上では、銭放し状態で耐摩耗性に必
要な炭化物が得られなくなるために珪素は1.50〜3
.の重量%に設定した。マンガン(Mn)は0.50重
量%以下では硫黄(S}をMnSにして材料の腕化を防
止しにくくなると共にパーラィトの安定化が悪い。
一方「i.50重量%以上となると白鉄化しやすくなり
鋳鉄の収縮も大きくなるのでマンガンは0.50〜1.
5の重量%に設定した。ニッケル(Ni)又は銅(Cu
)は0.20重量%以下では、目的とする強度の向上、
耐摩耗性の向上及び焼入性改善の効果が不充分であり、
0.8の重量%以上添加しても上述の目的とする効果は
顕著な効果が得られなくなるために、ニッケル又は銅は
、0.20〜0.8の重量%に設定した。
モリブデン(No)は、強度の向上、耐摩耗性の向上、
熱処理性の改善のために添加するものであるが、0.2
の重量%以下では目的とする効果を得るのに不充分であ
る。一方、0.8の重量%以上添加しても、添加量に比
例した顕著な効果が得られないためにモリブデンは0.
20〜0.頚重量%に設定した。ボロン(B)は0.0
05重量%以下では、硬度の高い耐摩耗性に優れた炭化
物量が少なく、必要とする耐摩耗性が得られない。
一方、1.の重量%以上となると炭化物量が増大し、材
料の縦化を招くために、ボロンは0.005〜0.10
重量%に設定した。また、本発明におけるべーン材では
炭化物量が10%以下では耐摩耗性に劣り、30%以上
では強度、被削性に劣るため、炭化物量は全重量の10
〜30%に設定される。また、黒鉛量は面積比で2%以
下では潤滑性に劣り「 10%以上では耐摩耗性に劣る
ため黒鉛量は2〜10%で設定される。炭化物を形成す
る元素としては主として、Crが添加されるが、一般に
べーンは平板状であり、縦、横長さに比し、肉厚が薄く
、ベーン素材の鋳鉄冷却速度が速くなるため、炭化物形
成量に影響を及ぼしCrが0.50%以下では炭化物形
成量が少なく、耐摩耗性に劣り、2.0%以上では炭化
物形成量が多く被削性に劣るため、Cr量は0.50%
〜2.0%に設定される。燐(P)は0.30重量%以
上となると材料の脆化を招くために0.3の重量%以下
に設定した。硫黄(S)も0.1の重量%以上となると
材料の腕化を招くために0.1の重量%以下に設定した
バナジュゥム(V)は、炭化物の安定化と炭化物の硬度
向上のために含有させるが、0.5の重量%以上は不必
要であるために、バナジュウムは0.50重量%以下に
設定した。本発明におけるべーンは上記の材料によりな
るため「炭化物質及び黒鉛量が適切に管理され、耐摩耗
性を有するとともに、片状黒鉛鋳鉄であるために被削性
に優れ、かつ熱処理を必要としないため極めて生産性が
高いものである。本発明は上記のべーンを、蓮銭、共晶
黒鉛鋳鉄、あるいはCu−Cr系、Cu−Mo系、Mo
−Ni−Cr系の低合金片状黒鉛鋳鉄等によるローラー
と組み合わせることにより「べ−ン・ローラー共に摩耗
量を著しく低減する効果を有するものである。
即ち、上記の蓮綾、共晶黒鉛鋳鉄、あるいは低合金片状
黒鉛鋳鉄は、一般に熱処理は施されず、又、被削性に優
れる等の生産性に濠れた材料であるが、耐摩耗性におい
てやや劣り、従来のべーンを使用した場合、著しく摩耗
しロータリーコンブレッサーのローラー等の摺動部材に
用い難い材料であったが、本発明では、上記のべーンと
組み合わせることにより、ローフー・ベーン間の硬度、
潤滑性のバランスが極めて優れるため、ローフー。
べーンともに摩耗量が著しく減ぜられ、耐摩耗性を向上
しうるとともに、ロータIJーコンプレッサーに用いる
べーン・ローターの組み合わせとして著しく生産性を向
上させうる効果を有する。第1図、第2図、第3図に、
本発明組み合わせによるべーン・ローラーの摩耗量と、
従来の材料によるべーン・ローラーの摩耗量を比較した
実験結果を示す。実験条件は潤滑油量:0.2〆/mi
n 潤滑油:コンブレッサーオイル 荷重:200kg摩耗
速度:0.46肌/sec第1図、第2図、第3図にお
いて、 1は硬度HRC56、成分T・C3.15%、Si2.
25%、Mno.75%、Nio.70%、Cro.6
5%、Moo.70%、BO.05%残部鉄及び不純物
よりなり、粒状黒鉛化処理をなした材料によるべーンに
よる実験結果。
山ま本発明における硬度HRC55.5、成分T・C3
.20%、Si2.25%、Mnl.0%、NiO.5
0%、Crl.25%、BO.06%残部鉄及び不純物
よりなる、片状黒鉛鋳鉄によるべーンによる実験結果。
mは硬度HRC30.1、Ni4.0%、Cul.5%
、MOO.5%、CO.8%、密度6.74夕/地の暁
結材料を燐入れしてなるべーンによる実験結果。第1図
は、ローラー材に硬度HRC48、成分C3.4%、S
i2.51%、Mno.58%の蓮銭材料を用いた実験
結果。
第2図は、ローラー材に硬度HRB90、成分T・C2
.50%、Si3.50%、Mno.75%Moo.7
5%の共晶黒鉛鋳鉄を用いた実験結果。
第3図は、ローラー材にHRB9&成分C3.35%、
Si2.95%、Mno.75%、Moo.35%、C
uo.35%残部鉄よりなる低合金片状黒鉛鋳鉄を用い
た実験結果を示し、縦方向の上方にべーンの摩耗量を示
し、下方にローラーの摩耗量を示す。
第1図、第2図、第3図により示される如く本発明のロ
ーフ−べーンの組み合わせでは、ローフ・ベーンの一方
のみに著しい摩耗が起こることはなく、、摩耗量のバラ
ンスがとれており、そのためローフー・ベーンの摩耗量
が従来のべーンを使用した場合に比較すると約1/冴前
後も少なく、耐摩耗性の効果を上げうろことが実証され
た。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図は、本発明の組み合わせるによ
るべーン・ローラーのそれぞれの摩耗量と、従来の材料
によるべーン・ローラーのそれぞれの摩耗量を比較した
実験結果を示すグラフであり、第1図は、ローラー材に
連銭材を用いた実験結果、第2図は、ローラー材に共晶
黒鉛鋳鉄を用いた実験結果、第3図はローラー材に低合
金片状黒鉛鋳鉄を用いた実験結果を示す。 図中の、1は、従来の粒状黒鉛鋳鉄製べーン、山ま、本
発明の片状黒鉛鋳鉄製べ−ン、mは、従来の焼結材料製
べーンを示す。 第3図 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 円筒形状ローラーと該ローラと摺動するベーンを有
    する回転式ポンプにおいて、 化学成分が重量組成でT
    ・C2.50〜3.90%、Si1.50〜3.0%、
    Mn0.50〜1.50%、Ni又はCu0.20〜0
    .80%、Mo0.20〜0.8%、B0.005〜0
    .10%、Cr0.50〜2.00%、P0.30%以
    下、S0.10%以下、V0.50%以下、残部鉄より
    なり、炭化物量が重量比で10〜30%であり、黒鉛量
    が面積比で2〜10%である片状黒鉛鋳鉄より製作され
    るベーンと、連鋳もしくは共晶黒鉛鋳鉄あるいはCu−
    Cr系・Cu−Mo系・Mo−Ni−Cr系の低合金片
    状黒鉛鋳鉄により製作されるローラーとを組み合わせる
    ことに特徴を有する回転式ポンプ用ベーンとローラーの
    組み合わせ。
JP12378578A 1978-10-07 1978-10-07 回転式ポンプ用ベ−ンとロ−ラ−の組み合わせ Expired JPS601943B2 (ja)

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