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文档简介
双吸式二螺杆泵的结构设计 摘要 双吸式螺杆泵在最近几年进行了许多的研究,技术有了很大的发展。新的研究成果在许多领域进行应用,并且取得了很好的效果。双吸式二螺杆泵的应用范围和领域一定会逐步的扩大,应用到各行各业中去。相对的技术要求也会越来越高。本文主要介绍了双吸式二螺杆泵的结构设计以及设计步骤,深入讨论其中各个零部件的选择。 首先,我们应该了解双吸式螺杆泵的工作原理。双吸式二螺杆泵是主动螺杆在转动时带动从螺杆在衬套中转动,依靠密封腔的容积变化来流体输送的。其次,螺杆泵最重要的部分是螺杆,所以我们首先进行是双 吸式二螺杆泵的主从动螺杆的结构设计。在双吸式二螺杆泵的设计过程中最重要的是螺杆的设计,我们主要依靠给定的流量和压力以及所输送的介质这些数据来确定螺杆的设计方向。在次,螺杆泵的密封是很重要的。螺杆泵是一个压力泵,它的密封系统好坏决定了能否提供足够的压力来输送介质。所以在设计的过程中衬套与螺杆的密封、衬套与壳体的密封、螺杆与端盖的密封是我们要考虑的。最后,我们要选择一些螺钉、轴承、安全阀、垫圈等双吸式螺杆泵的附件。 文章重点介绍的是衬套壳体的密封性设计和双吸式二螺杆泵的螺杆的设计计算,对于双吸式二螺杆泵的附件的 选择也做了详细的讲解。 关键词: 双吸式二螺杆泵,结构设计,密封系统,设计步骤 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 2 F F of a in it is in a of of of in So of of of we to of of is in in it on of of is of a so we of of a in of of to of of as 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 3 of is is a a in to to We of we of we to of as of of in do a of to of of of of 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 4 摘要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 5 杆泵的使用领域及其分类 . 5 吸式二螺杆泵的介绍 . 7 题的来源及意义 . 11 内外的研究现状 . 11 2 主动螺杆和从动螺杆的设计 . 13 吸式二螺杆泵螺杆螺纹的设计与计算 . 14 螺杆的原件定位和中心距的选择 . 16 3 双吸式二螺杆泵密封有关零件的设计 . 21 吸式二螺杆泵的工作时各种间隙的计算与选择 . 21 套的厚度及结构的设计计算 . 22 外壳的尺寸及结构的设计 . 24 撑端盖和外端盖的设计 . 30 4 附件的选择 . 34 从动螺杆两端轴承的选择 . 34 全阀的选择 . 35 封垫圈的选择 . 37 5 两螺杆和轴承以及螺钉的强度校核 . 37 杆的强度校核 . 37 承的强度校核 . 38 钉的强度计算 . 39 6 结论与展望 . 41 参考文献 . 43 谢辞 . 44 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一章 绪论 杆泵的使用领域及其分类 杆泵的使用领域 常见的泵有容积式泵和动力式 泵两大种类。容积式泵包括往复泵、转子泵和齿轮泵等,离心泵和轴流泵等属于动力式泵。本文所研究的双吸式双螺杆泵属于容积式泵。螺杆泵的适用范围比较广泛,可以应用于石油、化工、航运、电力、机械液压系统、食品、冶金、轻工、造纸、军工、医药、船舶、机床、采矿、环保和污水处理等各种工业部门当中,使其发挥了巨大作用,具有很高的使用价值。 螺杆泵具有很多的特点:流量平稳,压力脉动小,自吸能力强(即很小的 噪声低,效率高,使用寿命长,工作可靠,运行成本低。此外螺杆泵还具有其他有点,比如结构简单,零件少,易损件少、 体积紧凑,重量轻等。螺杆泵最为突出的优点是输送介质时不会形成涡流、无剪切、无乳化作用、可输送粘度范围宽广的各种介质,对输送介质不敏感,既可以输送各种粘度的润滑性或腐蚀性介质,也可以输送各种粘度的非牛顿液体,特别是有的双螺杆泵还可以输送气液混合物,这对油田输送成分复杂的原油具有非常重要的意义。一般来说,螺杆泵可以输送多种混合介质,正是由于螺杆泵具有以上各种特点,大部分行业纷纷投入到此研究当中。 不管是什么样的螺杆泵,工作原理都是利用螺杆泵的转子与转子之间以及转子与定子之间形成的密封腔,在泵进行运转时使密封腔连 续不断地由入口向出口移动,从而排出流体,进行工作。如果螺杆泵内两个相邻密封腔之间没有理论泄漏通道,就是严格密封型螺杆泵。相反,则为非严格密封型螺杆泵。 杆泵的分类 螺杆泵的种类繁多,通常有三种分类方法: 1)按螺杆泵转子的数目进行分类 这种类型的螺杆泵有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵。 单螺杆泵是 1932年由法国工程师 由德国 它是一种内啮合偏心回转的容积泵,泵的主要构成是一根单头螺旋的转子和一个通常用弹性材料制造的定子 ,当转予在定子型腔内绕定子的轴线作行星回转时,转定予之间形成的密闭腔就沿转子螺线产生移动,因此就将介质均速地、连续地,买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 6 而且容积恒定地从吸入口送到压出端。基于这种特性,单螺杆泵特另适合于输送高粘度介质。 1890年,美国麻省的 兰的 929年发明了欧洲第一台双螺杆泵。双螺杆泵分为密封型和非密封型两种。非密封型螺杆泵能输送污液和非润滑性液体,甚至液气比为 1: 4的液体以及输送粘度高或粘度有变化的情况。它具有非常强的吸入性能,运转中如发生吸入大量空气 而产生短时间脱流,仍然能迅速恢复正常。密封型双螺杆泵虽然起步的比较晚,在效率方面要略逊于 是由于在可靠性方面超过它,所以在舰船上得到了广泛的应用,主要用来输送油类和燃料“ 1。 三螺杆泵属于回转渐进式容积泵,是 1931年由瑞典 通常是指摆线啮合的 密封型螺杆泵。它的理论是由螺杆螺旋和螺杆衬套形成的密封容积能把吸入腔和压出腔完全隔开,因此在各类螺杆泵中它的容积效率值最高” 1。该泵适用于输送高压、清洁、润滑性的液体,可输送的介质粘度范围大,吸上能力高,结构紧凑,它大量用 于液压系统。由于它输送液体脉动小,噪声低,以及它的压力建立慢等重要特性,使得今天人们在常优先于其它容积泵而选择使用它。其噪声低,可靠性高及结构紧凑的特点,使它在潜艇中得到广泛的应用。但其缺点是对液体中的污染物极为敏感,不能输送含有污垢以及磨料的液体,也不适于输送非润滑性的介质。三螺杆泵主要是由固定在泵体中的衬套以及安插在衬套中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆,在衬套内按每个导程形成为一个密封腔,造成吸排口之间的密封。泵工作时,由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合,故作用在主动螺杆 上的径向力完全平衡,主动螺杆不承受弯曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由衬套来支承,因此,不需要在外端另设轴承,基本上也不承受弯曲负荷。在运行中,螺杆外圆表面和衬套内壁之自 防止金属之间的直接接触摩擦,使螺杆齿面的磨损大大减少。 五螺杆泵的整体结构类似于三螺杆泵,在同样流量的情况下,吸入能力比双螺杆泵 高。但比双螺杆泵制造工艺复杂,成本也高。 2)按螺杆和衬套形成的容积腔密封程度分类 这种类型的螺杆泵有密封型螺杆泵和非密封型螺杆泵。实际上即使是密封型螺杆泵 在理论上也不是完全密封的 ,因为需要考虑到正常运行所必须的 |日 体通过这些间隙从压出腔漏回到吸入腔。理论上完全密封的条件为。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 7 (1)相瓦啮合的螺杆,其形成齿轮的齿剖面服从齿轮啮合的规则 (把螺杆看成是无穷多个无限薄的形状相同的形成齿轮的集合体,这些形成齿轮一个对另一个扭转无限小的角度并固连在起 )。形成齿轮的啮合线应是封闭的,并和螺杆的相互接触线在横截面上的投影相重合; (2)螺杆头数应使啮合螺杆所沟通的凹槽形成密闭的容积; (3)螺杆衬套的长度应大于凹槽密闭容积的长度; (4)螺杆以最小的允许间隙安装在螺杆衬套内。 3)根据 螺杆泵相应轴的情况进行分类 这种类型的螺杆泵包括内轴式螺杆泵和外轴式螺杆泵两类。 内轴式螺杆泵对于内轴式双螺杆泵和五螺杆泵而言,轴承按压力差额上油,接近无磨损滑动轴承,转轴液压传动给驱动轴侧面,独特的驱动部件线接触设计,即无滑动速度。可用于腐蚀性介质如重热油,承受压力至最大 1 6于内轴式三螺杆泵,为产生流体力学油膜,需要联通转腔的狭窄间隙。可用于腐蚀性介质如重热油,可承受压力至最大 16时会更高。 外轴式螺杆泵典型的是外轴式四螺杆泵,其双流路要求两个传动轴的 4轴卷设计。能量传递从驱动轴经外 部油腔中转动的齿轮至传动轴。尽管轴侧面无接触运转,但结构上要求 4个轴封。 吸式二螺杆泵的介绍 本结 双吸式二螺杆泵按其结构和使用特点分两大类:一是由主杆直接带动从杆,其工作原理、型线结构及适用范围类似三螺杆泵;二是外支承型,从动螺杆由主动螺杆借助同步齿轮传动达到工作型面间无接触运行。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 1按照轴承的位置,双吸式二螺杆泵又可分为内置轴承和外置轴承两种形式。在内置轴承的结构型式中轴承由输送物进行润滑。外置轴承结构的双螺杆泵工作腔同轴承是分开的。由于这种泵的 结构和螺杆间存在的侧间隙,它可以输送非润滑性介质。此外,调整同步齿轮使得螺杆不接触,同时将输出扭矩的一半传给从动螺杆。其典型的结构如图 1 1所示,正如所有螺杆泵一样,外置轴承式双螺杆泵也有自吸能力,而且多数泵输送元件本身都是双吸对称布置,可消除轴向力,也有很大的吸高。泵的这些特性使它在油田化工和船舶工业中得到了广泛的应用。外置轴承式双吸式二螺杆泵可根据各种使用情况分别采用普通铸铁、不锈钢等不同材料制造,输送温度可达 2500C。采用独立润滑的外置轴承,允许输送各种非润滑性介质。卧式、立式、带加热套等各种结构型 式齐全,可以输送各种清洁的不含固体颗粒的低粘度或高粘度介质,选用正确的材质,甚至可以输送许多腐蚀性介质。 电动潜油全金属双螺杆泵属于采油螺杆泵,因具有较高的系统效率而日益受到重视。 吸式二螺杆泵工作原理 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 9 双吸式二螺杆泵是外啮合的螺杆泵,它利用相互啮合,互不接触的两根螺杆来抽送液体。在泵的工作过程中,主动螺杆与从动螺杆及与泵体之间形成密封腔,随着主动螺杆的旋转,带动从动螺杆运动,液体随着密封腔一起作轴向运动,平稳而又连续地输送到泵的出口处。由于泵工作过程中密封腔容积不变,所以泵供给液 体时不会产生脉动。采用两段螺纹对称的设计,使轴向力相互平衡是机器不会产生太大的轴向力,所以泵在一定时间范围内干转没有伤害。进出口采用特殊设计,工作时介质轴向速度相对减小,泵的吸上能力很强。双螺杆泵作为一种容积式泵,泵内吸入室应与排出室严密地隔开。因此,泵体与螺杆外圆表面及螺杆与螺杆间隙应尽可能小些。同时螺杆与泵体、螺杆与螺杆间又相互形成密封腔,保证密闭,否则就可能有液体从间隙中倒流回去。 由双吸式二螺杆泵的原理知道,对于外置轴承的双螺杆泵,通过轴承定位,两根螺杆在泵体内互不接触,齿侧之问保持恒定的间隙,螺杆 外圆与衬套内圆面也保持恒定间隙不变。这种结构的优点大大拓宽了双螺杆泵的使用范围,即除了输送润滑性良好的介质外,还可输送大量的非润滑性介质,各种粘度的介质以及具有腐蚀性 (酸、碱等性质 ),磨蚀性的液体。还可输送气体和液体的混合物,即气液混输,这也是双螺杆泵非常独特的优点之一。 吸式二螺杆泵的密封条件 双吸式二螺杆泵是一种容积泵,容积效率是评判泵类特性的主要指标,而螺杆泵密封性能的优劣又是评判其容积效率的依据。在螺杆泵行业中,分析螺杆泵密封性能的依据是螺杆泵的四类密封条件: 1)相互啮合 的螺杆齿形应遵循密封意义上的啮合规律; 2)螺杆螺纹的头数和螺杆的根数应该使螺杆在工作区范围内形成互不相通的密封 腔; 3)村套的长度应该大于密封腔的长度; 4)螺杆与螺杆,螺杆与泵体应具有允许的最小间隙。 符合上述条件的为严格密封型螺杆泵。其中密封的完善程度取决于第一、二类密封 条件。螺杆泵的核心技术是螺杆齿形,不同的齿形不仅直接决定着螺杆泵的工作压力、 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 10 额定流量、容积效率、振动、噪声和自吸高度等技术性能指标的差异,还决定着螺杆加 工工艺直至产品成本。对于各种类型的螺杆泵而言,其螺杆齿形能否达到严格密封是 判 断该螺杆泵性能指标的一个非常重要的前提因素,这也是第一类密封条件的重要性。满足了第一类密封条件后,判断螺杆泵密封性能的又一个前提依据是螺杆泵的第二类密封性。在螺杆泵行业传统理论中,经常引用俗称为孟氏定律的公式来评判螺杆泵的 第二类密封性能: 主螺杆为凸杆时: Z=K() (1一 1) 主螺杆为凹杆时: Z=K() (1 2) 式中 螺杆的头数, 头或双头的双螺杆泵一直以来都被认为是非严格密封的双螺杆泵,故原有的国内外资料中都未见有严格密封 的双螺杆泵,这就是传统双螺杆泵工作压力普遍不高的原因。由于孟氏定律的缘故,现有双螺杆泵的应用将受到限制。因此如何解决双螺杆泵的严格密封问题,就成为螺杆泵发展的重要研究课题。华南理工大学工控系螺杆机械研究室的杨凯等经研究发现孟氏定律是以摆线齿形为基础推导的,具有适用范围的局限性。也就是说,孟氏定律可以评判传统摆线齿形螺杆泵的第二类密封性,但是对于其他的螺杆齿形,孟氏定律不一定适用。不同齿形的第二类密封性状况是不同的,对于都能满足第二类密封性的不同齿形来说,它们的头数、杆数的关系式也会不同,也就是说,不同齿形螺 杆泵的二类密封性可以有不同表达式的定律。研究发现,一些不同的齿形已经突破了孟氏定律的限制,能够形成严格密封特性而又具有实际的应用能力。 工作时的冷却要求与第四类密封性密切相关。由于双吸式二螺杆泵需要在密封条件下才能正常工作,因此在工作时对螺杆泵的工作温度有一定的要求,以保证螺杆与螺杆之间以及螺杆和泵体之问有合适的间隙值。假如温度过高,由于热胀冷缩的原理将会使螺杆泵中螺杆和泵套之间的配合变为过盈配合,从而加居 大工作噪音,减少螺杆泵的使用寿命,并大大降低工作效率。这些后果是我们不愿意看到的,因此需要在 关键部位进行冷却,以保证螺杆泵有良好的工作状态及较高的工作效率。为了解决这个问题,我们研究了多种机械结构及实际应用情况,认为其中较好的一种方法是在泵体内采用润滑螺杆做动力源对润滑油进行循环以达到冷却的目的。 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 11 题的来源及意义 双吸式二螺杆泵作为一种机械采油设备,具有其它液体运送设备所不能替代的优越性,二螺杆泵工作原理不像抽油机,它是利用两根螺杆的旋转运动实现抽油或其他液体物质的。通过多年的应用实践证明它投资少、能耗低、适应性强,这些特点正被用户逐渐接受。而且双吸式二螺杆泵是一个螺杆两段 螺纹在运转时可以自身平衡轴向力比其他螺杆泵有着很大的优越性,另外随着大庆油田开发的逐步深入,油田开发的难度不断增加,举升设备的重要性也日益突出,双吸式二螺杆泵以其优越的性能在油田生产中的作用越来越显著。 双吸式二螺杆泵在国内尚属较新型的产品,尤其是井下采油用金属双螺杆泵还属于空白,对其独特特性的认识正日渐深化,经螺杆泵开发机构、生产厂和使用部门的密切合作,新的应用领域不断开拓,在替代原来的传统技术方面已取得良好的使用效果和节能节材收益。 另外双吸式二螺杆泵具有一定的相对优势,相对于单吸式的二螺杆泵双吸式二 螺杆泵更能自己平衡螺杆的轴向力双吸式可以产生更大的流量。双吸式二螺杆泵在市场上有多的应用空间。 内外的研究现状 现在,美国科尔法泵业集团公司是世界最大的螺杆泵制造商,旗下拥有家子公司均为世界知名品牌,销售服务网络遍及全球 80多个国家。 螺杆泵基本上是世界排名第二,单螺杆是第四。在螺杆泵方面,德国的耐驰主要是做单螺杆泵产品,且规模很大。 国外油气混输多相泵的研制是从上世纪 70年代开始起步,并且首先从 海上石油生产 入手。目前,国外阿吉普 (英国石油、壳牌、德士古、道达尔等石油公司均看好 双螺杆混输泵,都积极参与开发和油田实验工作。对于多相混输泵问题进行研究的主要 有法国、挪威、英国、美国、加拿大等国家,其混输泵主要有 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 12 泵、 输泵、 成功研制并应用于海上平台或陆地的多相流混输泵基础上,国外多家公司还考虑水下的特殊使用环境,开发了水下多相流混输泵, 1985年,阿吉普 ( 始开 发采用双螺杆多相流混输泵的水下增压系统侣 开发目标是最大水深1000m,距陆地 输扬程为 8 8峰产量为 4800m, h。第一代 国鲍曼公司生产的水下双螺杆多相流混输泵,从 1997年 8月起,开始在瑞典的海上油田进行了现场试验。德国雷斯特利兹 (司在 1998年,提供了系列化、商品化的水下用双螺杆多相混输泵。加拿大 【公司于 1999 2000年问在新产品研究开发方面花费了将近 40的预算资金,成功地推出了“井 下双螺杆泵采油系统”。 螺杆泵的发展在我国起步较晚,但通过引进国外技术也取得较快发展。 1993年,天 津工业泵厂从德国 w、 德国 进系列三螺杆泵。中国渤海油田从 台双螺杆泵用于海洋平台。 1996年 胜利油田从德国 3l(_泵在东营采油厂 11站 做过集输试验。原油粘度 5 54s,含气量 82,应用情况良好。经过1984年以来二十多年的发展,我国目前已有螺杆泵专业厂近 30家。单、双、三、五螺杆泵的年产量总计约 10000余台,以三螺杆泵产量最大,约占半数以上,其次为单、双螺杆泵,五螺杆泵产量很少。其中单螺杆泵制造厂近 20家,主要生产厂家有天津工业泵厂和重庆明珠机电研究所。其他单螺杆泵厂有杭州水泵总厂、兰州水泵厂、浙江东阳螺杆泵厂、上海轻工机械技术研究所、靖江化工机械厂、无锡梁中螺杆泵厂、北京石油机械厂、嘉兴石油机械厂、中成机械制造有限公司等。双螺杆泵结构复杂,螺杆转子制造困难,只有天津市工业泵厂、上海 7阳市工业泵厂、江苏淮阴通用机械厂和广州造船厂机械分厂等生产 双螺杆泵。三螺杆泵厂除天泵、沈泵、兰泵外,还有南京工业泵厂、上海水工机械厂。后两家年产量较少。五螺杆泵厂唯一的生产厂 沈泵厂将转让生产权给天泵厂。 天津市工业泵厂 1984年引进 1993年引进德国 地利 、和 2_I, 51998年引进德国产单、双、三螺杆泵买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 13 约 6000台。石首水泵厂 1989年引进捷克 目前,在国内开展双螺杆多相混输泵的研究并不多。中国石油天然气集团公司已将 开发此项产品列入“石油装备科技进步规划”,并作为其中的重点项目。 1995年,大庆 油 台多相混输泵,目的是开发我国自己的混输泵, 以满足大规模开发海上和沙漠油田的需要。西安交通大学、石油大学和大港油田中成机 械制造有限公司都开展了相应的研究工作。 1997年,双螺杆多相混输泵项目列入大港油 田集团公司科研攻关计划, 1999年列入国家重大技术装备国产化创新项目。目前大港油 田中成机械制造有限公司研制开发了轴承外置式双吸双螺杆多相混输泵,在大港等油田 推广应用,取得了较好的效果。与此同时,中海石油渤海石油基地采油技术服务公司正 在进行采油双螺杆泵研究,且已取得了一定进展。华南理工大学螺杆机械研究所正在进 行双螺杆泵新齿形的产业化开发, &一 A 项技术指标均达到或超过 安交通大学曹锋博 士在混输泵理论分析方面进行了研究。西安交通大 学刘代中硕士对双螺杆泵的流体流动 性进行了研究,天津大学韩永辉硕士在螺杆泵流量计算及实验方面进行了研究。 2 主动螺杆和从动螺杆的设计 在对螺杆泵的设计中首先要考虑螺杆泵的整体结构的使用材料,在这次的设买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 14 计过程中选用的是 45号钢具有较好的承压能力和屈服应力 吸式二螺杆泵螺杆螺纹的设计与计算 功率的计算 所给的设计数据为流量 Q=50L/ 压力 P=10公式可知 Q 把上面的数据带入公式计算可知(其中流量和压力均换为国际单位): 吸式二螺杆泵一般是选择四级电动机,由机械设计课程设计附表 91601中转速为: n=1460r/ 螺杆工作长度的过流断面积 螺杆衬套内孔的横截面面积 3=2 R R 2 式中 一根螺杆的螺旋横截面积 1=中 : r 3)3)有效过流断面 A A= R 2 ( 1+r/R) 旋深度的选择 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 15 在螺杆螺旋外形尺寸相同时,螺旋深度 r/旋段的过流断面面积就越大,泵的理论流量 螺旋头数和导程相同时, r/R=r/R=0%左右。当 r/旋深度的减小使理论流量减小,却会造成相对泄露量的增大,也会使容积效率的下降。因此 r/r/附表 6222可以查得得当 d=502010型的圆锥滚子轴承所选的数据为 : d=50=20=80图外观 图 4全阀的选择 螺杆泵的一个重要特点是在泵的强度允许的情况下,其排出压力取决于它的背压。因此,当螺杆泵运行时,一旦排出管路堵塞或操作失误未打开排出阀门等原因,排出压力就会急剧升高,导致泵过载损坏。泵配置了安全阀就能使当排出压力超过某规定值时,安全阀在排出压力作用下,开启安全阀内的阀,介质就回流至泵的进口端,从而使排出压力回落,避免了排出压力的进一步升高,保护泵买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 36 不被破坏。安全阀的结构如下: 连出口 连进口 图 4当出口的压力大于额定的压力时,安全阀内套就会被推动使进口和出口连接在一起这样整体的压力就为 0了从而使泵的压力不会大于调定的压力。当压力正常买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 37 时弹簧将内衬套推回原位泵又正常工作了。压力的设定主要靠锁紧螺钉和锁紧螺母来控制弹簧的伸缩来控制压力的。 封垫圈的选择 在整个的结构中衬套的密封垫有着很大的作用,衬套与支撑筋板之间的密封决定着这个泵的压力。垫圈选择的材料是橡胶的这样有弹性比较容易密封,也比较好密封的。 衬套密封垫圈外形 为 图 4还有一个垫圈是轴承与端盖间的密封垫选择的也是橡胶的材质是根据螺杆的直径及长度选择的。 5 两螺杆和轴承以及螺钉的强度校核 杆的强度校核 双吸式二螺杆泵的一个螺杆是由两段螺纹组成的每个螺纹的长度螺距都是一样的,不过螺旋的方向是不同的这就使在螺杆泵转动的过程中,每段螺纹的轴向力都相中间的从而轴向力在中间部分抵消了。因此在计算强度是只要计算转动过程中的螺杆的转矩符合要求就行了对于螺杆的轴校核如下: 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 38 根据轴的转矩的大小,通过计算切应力来建立轴的强度条件。这种方法计算简便,但计算精度较低,主要用于初步估算轴径以便进行结构设计和以传递转矩为主的传动轴。 强度条件为: T 轴所传递的扭矩 轴抗扭截面模量,对实心轴 轴的直径: P 轴所传递的功率( n 轴的转速( r/; 许用扭转切应力( C 与材料有关的系数。当轴所受弯矩较大时, 之相反。最小直径处有键槽时,单键轴径需增加 3%,双键轴径需增加 7%。 轴选的是 45钢将 : n=1460r/=11Kw d=66入 之后计算可知扭转的切应力大于许用扭转切应力轴的强度是安全的。 承的强度校核 分析角接触轴承所受的轴向载荷要同时考虑由径向力引起的附加轴向力和作用于轴上的其他工作轴向力,根据具体情况由力的平衡关系进行计算。 图 17轴承的径向反力为 应产生的附加轴向力则为 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 39 双吸式的螺杆泵的螺杆两段螺纹产生的轴向力相平衡了,因此两端的轴承的轴向力可以忽略不记: 滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低,命寿与载荷的关系其曲线方 程为 数 其中 N; 以 106寿命为一百万转时, ); 轴承 =3,滚子轴承 =10/3。 由手册查得的基本额定动载荷 10=1、可靠度为 90为依据的。由此可得当轴承的当量动载荷为 10为 1= 10=(C/P) 106r (若轴承工作转速为 n r/求出以小时数为单位的基本额定寿命: 应取 为轴承的预期使用寿命。通 常参照机器大修期限的预期使用寿命。 若已知轴承的当量动载荷 h,则可按下式求得相应的计算额定动载荷 C,它与所选用轴承型号的 将 : n=1460r/=11当 d=5019入数据验证后可以得到轴承的强度是安全的。 钉的强度计算 端盖的螺钉选择 设计可知在两端连接处的螺钉受到轴向和径向力的双重作用。由机械设计手册 杆受拉应力和拧紧螺栓时 的扭转剪应力的合力作用,是复合应力状态 端盖的受力为 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 40 ,则单个螺钉受力 螺钉危险截面面积 则螺钉危险截面剪切应力 螺栓杆剪切强度条件为 许用剪切应力 取安全系数 ,查得 则 将数据 d=16=10数据代入以上的公式则有 故剪切应力校核安全。 则螺钉危险截面挤压应力 螺栓杆挤压强度条件为 许用挤压应力 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 41 取安全系数 , 则 将数据 ; d=168入数据后则有 故挤压应力校核安全。 6 结论与展望 经过了长时间的努力,终于将要把毕业论文完成了,从当初接到题目时的懵懵懂懂,到现在查找资料,翻阅书籍,从而对于双吸式二螺杆泵的结构原理了解透彻,然后自己亲自去进行整个螺杆泵的结构设计,这其中有着艰苦与汗水,但更多的是对自己能力的提升,自己的进行更好的锻炼,为将来的工作打下良好的基础。 在刚刚接到双吸式二
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