單螺桿泵構(gòu)造原理分析轉(zhuǎn)子與定子形狀及其配合

單螺桿泵在抽汲高黏度、高含氣量和高含砂量的原油方面具有獨(dú)特的效果,在機(jī)械采油設(shè)備方面被廣泛應(yīng)用。單螺桿泵的核心部件是定子和轉(zhuǎn)子。通過研究轉(zhuǎn)子在定子襯套中的運(yùn)動接觸跡,確定鏜削刀具加工軌跡,從而實(shí)現(xiàn)具有內(nèi)螺旋孔的金屬定子的加工,以其作為襯套替代傳統(tǒng)的橡膠襯套。

介紹了一種采用sct新技術(shù)的螺桿泵及其優(yōu)點(diǎn),以及此泵在污水處理廠的成功應(yīng)用實(shí)例。

單螺桿泵是一種內(nèi)嚙合的密閉式容積泵,適合于輸送高粘度流體及含有固定懸浮顆粒的介質(zhì)。其核心部件螺桿轉(zhuǎn)子和定子的加工精度直接影響單螺桿泵的工作性能。文章介紹了多頭單螺桿泵的工作原理,建立了螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子廓線的理論模型,并利用ug三維建模軟件,完成了多頭螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子參數(shù)化建模。該項(xiàng)研究對多頭單螺桿泵轉(zhuǎn)子、定子加工方法的選擇及制造和齒廓的滑動與磨損理論研究有重要的理論指導(dǎo)意義。

基于cad/cam軟件mastercam,采用插值三次樣條函數(shù)和利用螺旋曲面的特性進(jìn)行單螺桿泵的復(fù)雜螺桿轉(zhuǎn)子螺旋曲面三維幾何造型,并基于仿真加工軟件vericut,對螺旋曲面數(shù)控加工nc程序進(jìn)行三維仿真。

依據(jù)單螺桿泵機(jī)構(gòu)構(gòu)成及運(yùn)動規(guī)律,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的新型定子修復(fù)裝置,并介紹了其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

單螺桿泵定子橡膠是決定泵壽命和效率的關(guān)鍵部件。本文采用有限元法對定子的性能進(jìn)行分析,得到了定子在均勻壓力和壓差作用下的應(yīng)力、應(yīng)變云圖及變形量隨壓力變化的分布規(guī)律;對定子和螺桿進(jìn)行接觸計算,結(jié)果表明:定子與螺桿在圓弧頂接觸時,剪應(yīng)變和變形最大;定子兩圓弧對角磨損最嚴(yán)重,同時定子的磨損隨過盈量增大而明顯增大。由于目前還沒有能夠直接對實(shí)際工況下的定子橡膠的變形和受力狀態(tài)進(jìn)行測試的有效手段,本文為定子的優(yōu)化設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和有效的數(shù)值模擬方法。

采用ansys軟件對短幅內(nèi)擺線外等距曲線及短幅外擺線內(nèi)等距曲線2種線型的三頭單螺桿泵在過盈及壓差作用下的變形、受力及接觸情況進(jìn)行有限元分析,得到定轉(zhuǎn)子接觸時變形及應(yīng)力分布云圖,比較2種線型三頭單螺桿泵的密封性能。結(jié)果表明:過盈量的存在是實(shí)現(xiàn)螺桿泵密封的重要條件;壓差的存在使定子橡膠發(fā)生較大的變形,應(yīng)力應(yīng)變值也相應(yīng)增加;短幅內(nèi)擺線外等距曲線三頭單螺桿泵密封性能優(yōu)于短幅外擺線內(nèi)等距曲線三頭單螺桿泵。

基于稠油地面輸送泵的生產(chǎn)實(shí)際工況,可將單螺桿泵定、轉(zhuǎn)子運(yùn)動副之間的磨損視為磨礪性磨損,因此,其磨損量在相同時間內(nèi)正比于相對滑動速度及法向正壓力的大小。其相對滑動速度的大小由單螺桿泵自身的運(yùn)動形式及參數(shù)的匹配所決定,法向正壓力的大小決定于離心力、軸向力等工作壓力

橢圓轉(zhuǎn)子采油單螺桿泵是雙頭單螺桿泵的一種簡化線型,加工方便,但是存在共軛線型不準(zhǔn)確的弊端。結(jié)合雙頭單螺桿泵定子輪廓線的形成理論,利用相關(guān)軟件,得到精確的定子輪廓曲線,并對1種油田實(shí)際應(yīng)用的橢圓轉(zhuǎn)子采油單螺桿泵進(jìn)行誤差分析。結(jié)果表明,ф88.9mm(3(1/2)英寸)油管橢圓轉(zhuǎn)子采油單螺桿泵定子在x=25.295mm處磨損最嚴(yán)重,線型誤差最大;理論計算的排量值接近實(shí)際排量。

單螺桿泵的定子通常由橡膠制作而成,內(nèi)孔呈螺旋槽狀,它與轉(zhuǎn)子之間形成若干密封腔。轉(zhuǎn)子作偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,使密封腔由泵的低壓區(qū)移至高壓區(qū),完成吸入、排出液體和形成壓力的全過程。將實(shí)體模型導(dǎo)入ansys軟件中進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明:單螺桿泵轉(zhuǎn)子在正常工況下的最大位移為2.34×10-5mm,出現(xiàn)在單螺桿泵吸入端,轉(zhuǎn)子動態(tài)變形量大小可用來確定轉(zhuǎn)子和定子合理的間隙;最大應(yīng)力為15.8mpa,出現(xiàn)在單螺桿泵排出端。轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析可為轉(zhuǎn)子改造提供參考。

采用有限元法對常規(guī)單螺桿泵和等壁厚定子單螺桿泵的定子橡膠和螺桿進(jìn)行接觸非線性計算,得到了螺桿與定子在不同位置接觸時變形及剪應(yīng)變云圖;分析了定子接觸磨損的特點(diǎn)及規(guī)律,并進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:常規(guī)單螺桿泵定子與螺桿在圓弧頂接觸時,剪應(yīng)變和變形最大,定子兩圓弧對角磨損最嚴(yán)重,同時定子的磨損隨過盈量增大而明顯增大;而等壁厚螺桿泵則在中間位置接觸時,剪應(yīng)變和變形最大,且最大剪應(yīng)變位于定子的外表面。由于目前還沒有能夠直接對實(shí)際工況下的定子橡膠的變形和接觸狀態(tài)進(jìn)行測試的有效手段,本文為定子的優(yōu)化設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和有效的數(shù)值模擬方法。

結(jié)合單螺桿泵定子襯套的特殊結(jié)構(gòu),提出了定子內(nèi)螺旋曲面加工的新方法即無瞬心包絡(luò)鏜削方法,該方法以螺桿-襯套副的運(yùn)動原理為依據(jù),以螺桿無瞬心包絡(luò)銑削加工方法為理論實(shí)踐基礎(chǔ),利用數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)定子內(nèi)螺旋曲面廓形的鏜削加工。還分析了螺桿在襯套中的運(yùn)動規(guī)律,闡述了無瞬心包絡(luò)鏜削加工技術(shù)的基本原理,并論證了該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性。

介紹了一種新型的潛油（水）泵裝置的設(shè)計計算步驟，并分析了液動式單螺桿泵應(yīng)用中的幾個問題

針對采油單螺桿泵轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工，求解出了轉(zhuǎn)子的法截面廓型坐標(biāo)，提出了一種從轉(zhuǎn)子法截面進(jìn)行插補(bǔ)計算的新型加工方法，并通過與傳統(tǒng)加工方法的理論計算對比、實(shí)際加工樣品對比，得出了這種新型的加工方法具有加工精度高、加工速度快的優(yōu)點(diǎn)。為采油單螺桿泵轉(zhuǎn)子乃至定子模芯的實(shí)際加工提供一定的理論參考。

本文重點(diǎn)闡述了單螺桿泵轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型,描述了轉(zhuǎn)子形線方程式的建立,以及利用cnc數(shù)控加工中心加工轉(zhuǎn)子的過程。本文是筆者幾年來親自操控數(shù)控機(jī)床加工轉(zhuǎn)子的經(jīng)驗(yàn)之談和幾年來潛心研發(fā)的結(jié)果。使得轉(zhuǎn)子的加工更趨形象化、具體化,各種理論更能易于接受。

分析了單螺桿泵定子的磨損方式,依據(jù)丁腈橡膠的磨損規(guī)律,分析了單螺桿泵接觸點(diǎn)相對滑動速度與接觸角在鋼轉(zhuǎn)子與丁腈橡膠定子在嚙合過程中的變化規(guī)律。結(jié)果表明,提高流動接觸點(diǎn)相對滑動速度和降低固定接觸點(diǎn)綜合曲率能有效降低定子磨損。

納米級填加劑在單螺桿泵定子中的應(yīng)用

金屬定子單螺桿泵的可行性探討

針對雙頭單螺桿泵襯套在實(shí)際使用中受到流體壓力、襯套外殼以及螺桿的作用,容易發(fā)生磨損和變形,影響螺桿泵的壽命和效率的問題,采用ansys軟件對雙頭單螺桿泵襯套進(jìn)行有限元仿真模擬。將襯套的有限元模型簡化為平面應(yīng)變模型求解,分析了3種常用型線雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力下,襯套內(nèi)各點(diǎn)的變形、應(yīng)力與應(yīng)變的分布情況。模擬分析結(jié)果表明,在均勻壓力作用下,普通內(nèi)擺等距型線襯套的法向位移曲線呈正弦規(guī)律變化,其余2種呈v形變化,在1個周期內(nèi)剛好有3個波峰、波谷,與襯套形狀特征相對應(yīng);短幅內(nèi)擺等距型線應(yīng)力變化相對均勻,沿自然路徑變化曲線呈u形。

本文將目前國內(nèi)外對單螺桿泵定子的磨損研究情況作一綜述,對常規(guī)單螺桿泵和等壁厚單螺桿泵進(jìn)行了接觸分析。針對目前單螺桿泵"定子受壓側(cè)直徑與圓弧連接點(diǎn)處的磨損最大"的現(xiàn)象,從疲勞磨損的角度進(jìn)行了深入研究,認(rèn)為這是由于在圓弧段對角處的剪切應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它地方,在周期性載荷的作用下橡膠表面產(chǎn)生重復(fù)的壓縮、拉伸和交變剪切應(yīng)力而發(fā)生多次變形,從而使橡膠表層發(fā)生疲勞磨損。對于等壁厚單螺桿泵來講,其最大的剪切應(yīng)變在橡膠襯套的外層,這意味著等壁厚單螺桿泵橡膠襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接強(qiáng)度將受到考驗(yàn),襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接處可能是等壁厚單螺桿泵的疲勞失效處。

第一節(jié)軸向壓力和徑向壓力的計算 單螺桿泵軸向壓力和壓力的計算是確保泵能正常運(yùn)行的很重要的一環(huán)，其值也直 接決定了泵的軸承的計算和選型。計算軸向壓力值考慮正常狀態(tài)下的運(yùn)行，不考 慮泵起動時或運(yùn)行時發(fā)生干摩擦的情況，因?yàn)檫@些情況會出現(xiàn)軸向力非正常的增 大，造成運(yùn)行的不穩(wěn)定。目前關(guān)于軸向壓力的計算（軸向壓力直接影響徑向壓力） 尚無精確的計算公式，主要是泵運(yùn)行時摩擦力引起的軸向壓力的計算至今無法解 決，國內(nèi)外都采用經(jīng)驗(yàn)公式的方法。 一、軸向壓力的計算： 認(rèn)為單螺桿泵的軸向壓力pz由以下幾部分構(gòu)成： 1)密封腔內(nèi)介質(zhì)移動時定子內(nèi)的分力pz1。pz1應(yīng)用彼得羅夫液體摩擦的公 式計算： 1 1 z avp （1） 式中μ——液體的動力粘度； a1——滑動表面面積，取a1為定子內(nèi)螺旋腔總的表面積； ν——表面相對滑動速度，取其值為軸向流速為tn/60； δ——摩擦面之間的液膜

【g型單螺桿泵】產(chǎn)品: 【g型單螺桿泵】產(chǎn)品簡介： 生產(chǎn)的g型單螺桿泵在發(fā)達(dá)國家已廣泛使用，國外多數(shù)稱單螺桿泵為“莫諾泵”《monopumps》，德國稱為“偏心轉(zhuǎn)子泵”。由于其優(yōu)良的性能， 近年來在國內(nèi)的應(yīng)用范圍也在迅速擴(kuò)大。 它的最大特點(diǎn)是對介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)、流量平穩(wěn)、壓力脈動動小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。 我們對國外（如：德、英、法、日本等國）生產(chǎn)的單螺桿泵及國內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品，作了分析與研究，博取眾長，對自己的產(chǎn)品進(jìn)行不斷的 改革創(chuàng)新。目前我單位的產(chǎn)品已自成一個體系，壓力為0.6~1.2mpa,特殊要求壓力可達(dá)3mpa，可滿足廣大用戶對單螺桿泵的不同需求。 我單位生產(chǎn)的泵，質(zhì)量可靠，實(shí)行三包，價格也相對較低，同時確保備品備件的正常供應(yīng)。 本單位熱忱為廣大用戶服務(wù)，接受用戶對特殊要求單螺桿泵的設(shè)計和制造任務(wù) 【g型單螺桿泵】型號意義： 【g型單螺桿泵】工作原理