2GH30-42双螺杆泵设计含11张CAD图
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GH30
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2GH30-42双螺杆泵设计含11张CAD图,GH30,42,螺杆,设计,11,CAD
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设计（XX）任务书所在学院专业班级学生姓名学号指导教师题 目2GH30-42双螺杆泵设计一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求：1、主要任务与目标（1）英文翻译：认真查阅18篇以上专业文献，其中外文资料不少于2篇，并翻译一篇中文字符2000字以上的外文文献。（2）毕业调研：完成文献综述、开题报告。（3）完成2GH30-42双螺杆泵的总装图设计；完成主要零件（泵体、柱塞等）的设计，编写设计说明书1万字以上。（4）完成毕业设计的其它工作（完成指导记录、资料上传网络设计平台、答辩PPT准备、资料装订整理）。2、主要内容与基本要求（1）主要内容：1）深入了解2GH30-42双螺杆泵的结构；2）完成2GH30-42双螺杆泵的机械系统设计。（2）要求：1）机构设计方案合理、结构紧凑；2）完成2张A0图纸（折合），并要求CAD绘制；总装图一张，主要零件的零件图；3）撰写设计说明书内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；螺杆结构的确定，设计主要零件，进行强度计算，条理清楚，计算有据；格式按宁波大红鹰学院机电学院机械设计制造及其自动化专业全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。文字在1万字以上。 5）其他要求：学生在进行设计过程中，应充分发挥自己独立思考和创作设计，培养和锻炼工程实际中的发现问题和解决问题的能力，反对盲从和抄袭行为。设计期间应完成以下工作：查阅相关文献资料，其中外文资料不少于两篇，外文翻译不低于2000字，英文翻译必须注明出处，并提供原版PDF文件；3、设计参数型号公称压力Mpa粘度mm2/s公称流量L/min转速r/min2GH30-421.563.57504、主要参考文献相关课程教材；1濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.52成大先主编.机械设计手册（第五版）M.北京：化学工业出版社，2008.33郭宏亮主编.机械原理M.北京：北京大学出版社，2011.124 李福天主编.螺杆泵M.北京：机械工业出版社，2010.55顾晓勤，刘申全主编.工程力学M. 北京：机械工业出版社，2006.16顾晓勤，刘申全主编.工程力学M. 北京：机械工业出版社，2006.17吴琰琨. 液压与气动技术M 北京：人民邮电出版社,2008其他1 祝效华; 石昌帅; 张文华; 庞然双头单螺杆泵定转子啮合转动仿真研究 J石油钻探技术，2013.（06）2 操建平; 孟庆昆; 高圣平; 王向东; 胡贵. 影响螺杆泵密封性能的直接因素分析 J. 石油矿场机械. 2011(11)3 何希杰; 劳学苏. 螺杆泵现状与发展趋势 J. 水泵技术. 2007(05)4 肖丽宇. 新型双螺杆泵研制与应用 J. 石油钻采工艺.2007(05) 5 贺向东; 吴恒安; 刘合; 曹刚; 张劲; 王秀喜. 基于温胀和溶胀特性的螺杆泵定子型线设计 J工程力学. 2011(07)6 梁娟;黄栋源. 地面驱动螺杆泵抽油杆柱负载扭矩的计算 J.液压与气动. 2014(07)7 杨江螺杆泵与离心泵及其他容积泵的优势比较 J内江科技，2014（06）8 王建; 董黎敏; 杨妙妙; 史津平; 郭津津双螺杆泵螺杆成形铣刀结构设计 J重型机械，2014（04）二、毕业论文进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备注1熟悉课题，了解螺杆泵的相关情况确定课题起到2014.10.10日2查阅国内外相关研究资料2014.10.11 2014.10.31外文资料不少于两篇，翻译不低于2000字，提供原版PDF3撰写文献综述2014.11.01 2014.11.074撰写开题报告2014.11.08 2014.11.1511月15日之前3份资料的初稿必须上交，11月30日前上传定稿到指定网站5修改整理前期资料2014.11.26 2014.11.306确定螺杆泵的结构2014.12.012014.12.15必要时去相关企业调查学习7绘制螺杆泵的结构总图、零件图2014.12.16 2015.01.218撰写毕业论文2015.01.22 2015.02.219修改2015.02.22 2015.03.312015.3.31前提交所有资料到网站。10毕业答辩准备2015.04.012015.04.30资料装订完善、上交。优秀提交时间： 2015年4月13日11答辩2015.04.25优秀毕业设计2015年4月18日答辩三、专业（教研室）审批意见：审批人（签字）：年 月 日I2GH30-42 双螺杆泵设计摘 要 液压泵作为液压系统的动力装置，越来越受到人们的关注，因为其工作的可靠性将直接影响整个液压系统的性能。广泛应用于冶金，矿山，锻压，注塑，造船，重型机械和其他设备。但在实际生产中是没有流量脉动的一个好的解决方案，刚性冲击和柔性问题。问题是流量脉动的一个好办法，刚性和柔性冲击设计平衡式径向柱塞泵。通过泵的设计适应现代生产设计 2gh30-42 双螺杆泵在结构功能的高要求。螺杆泵是一种容积式转子泵，它是由密封腔体积变化的螺杆和衬套的吸入和排出液体形成。根据螺杆泵螺杆数分为单螺杆泵，双螺杆泵，三和五。螺杆泵的特点是平稳流动，压力脉动小，有自吸能力，噪音低，效率高，工作可靠、寿命长；其突出的优点是传输介质，没有形成一个旋涡，不到中等粘度敏感，可用于输送高粘度介质。双螺杆泵是由驱动轴啮合的螺旋套与泵体形成一密封室套房或李宁量恒定，介质与螺旋轴的旋转分别传送到泵体中，两者结合在一起，最后传递到泵的出口，从而达到泵目的。本设计是根据对 2gh30-42 双螺杆泵设计完成的设计参数，主要包括齿轮的结构设计及螺杆泵。参数的确定，并检查投影图，采用泵的结构设计，绘制装配图和零件图，并进行强度校核计算轴。关键词：螺杆泵，双螺杆泵设计，结构设计IIAbstractThe hydraulic pump as the power device of the hydraulic system, more and more attention, because of its working reliability will directly influence the performance of the whole hydraulic system. Widely used in metallurgy, mining, forging, injection molding, shipbuilding, heavy machinery and other equipment. But in actual production is not a good solution of flow pulsation, rigid and flexible impact problem. The problemis a good solution to the flow pulsation, the rigid and flexible impactdesign balanced radial piston pump can. Through the design of the pumpto adapt to modern production design the high requirements of 2GH30-42 twin screw pump in the structure function.Screw pump is a positive displacement type rotor pump, which is the volume change by the sealing cavity formed by screw and bushing to the suction and discharge of liquid. According to the number of the screw pump screw is divided into single screw pump, double, three and five screw pump. The characteristics of screw pump is smooth flow, pressure pulsation is small, there is self absorption capacity, low noise, high efficiency, long service life, reliable work; and its outstanding advantageis the transmission medium without forming a vortex, is not sensitive to the medium viscosity, can be used for conveying high viscosity medium.Double screw pump is composed of a driven shaft meshed helical sleeveand the pump body to form a seal chamber suite or lining a volumeconstant, dielectric with rotation of screw shaft are respectively sent tothe middle of a pump body, the two together, finally delivered to the outlet of the pump, so as to achieve the purpose of pump.This design is given according to the design parameters of the completion of III2GH30-42 double screw pump design, mainly includes thestructure design of gear pump, screw. Parameters are confirmed, and check the projection drawing, adopt the structure design of pump,drawing the assembly drawing and parts diagram, and the axle of thestrength check calculation.Keywords: screw pump, double screw pump design, structure designIV目 录摘摘 要要.IABSTRACT.II第一章第一章 绪绪 论论 .51.1 螺杆泵简介.51.2 课题的研究意义.51.3 国内外的研究现状.51.4 双螺杆泵类型.71.5 螺杆泵选用及应用.8第第 2 章章 2GH30-42 双螺杆泵结构与工作原理双螺杆泵结构与工作原理.92.1 2GH30-42 双螺杆泵结构 .92.2 螺杆泵工作原理.10第第 3 章章 2GH30-42 双螺杆泵的总体设计双螺杆泵的总体设计.113.1 设计参数.113.2 电动机的选择.113.3 螺杆参数计算.123.4 螺杆泵特性曲线.13第第 4 章章 2GH30-42 双螺杆泵主要零部件的设计双螺杆泵主要零部件的设计.174.1 同步齿轮传动设计.174.2 轴的结构设计计算.214.2.1 按扭转强度条件计算.244.2.2按刚度条件计算.244.2.3 精确校核轴的疲劳强度.244.3 轴承选取设计计算.274.3.1 轴承的设计参数.274.3.2 轴承的当量动载荷计算.274.4 键的选择、键的校核.29第第 5 章章 2GH30-42 双螺杆泵螺杆泵的保养与维护双螺杆泵螺杆泵的保养与维护.315.1 螺杆泵的保养.315.2 螺杆泵防止过载的方法.315.3 常见故障及消除方法.32总总 结结 .34参考文献参考文献 .35致谢致谢 .36 55第一章 绪 论1.1 螺杆泵简介螺杆泵简介螺杆泵是一种旋转泵由泵体和由啮合空间容积变化形成的螺杆和移动来输送液体或增压器。根据螺杆泵螺杆数量分为单螺杆泵，双螺杆泵和三螺杆泵。当主动螺杆转动，驱动螺杆传动啮合的螺杆传动机构一起转动，吸入室的空间体积逐渐增大的一端，压力降低。液体在压力下进入啮合空间容积。当体积增加到最大，形成为一个密封腔，液体在密封腔沿轴向方向连续，直到放电室端。然后放螺杆啮合空间容积腔的一端逐渐缩小，而将液体排出。齿轮泵的原理类似，只是在结构与螺旋齿轮的更换。和各种螺杆泵应用范围特性表。螺杆泵的流量和压力脉动很小，噪声低、振动小，具有自吸能力，但螺杆加工比较困难。单吸双吸泵有两种结构，但只有一个单一类型的单螺杆泵。泵必须配备安全阀（单螺杆泵不必用），由于一些原因，如防止排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。双螺杆泵是由驱动轴啮合的螺旋套与泵体形成一密封室套房或李宁量恒定，介质与螺旋轴的旋转分别传送到泵体中，两者结合在一起，最后传递到泵的出口，从而达到泵目的。1.2 课题的研究意义螺杆泵在中国是一种新产品，尤其是金属双螺杆泵井下采油尚属空白，对日益深化的独特特性的理解，螺杆泵发展机构密切合作，生产厂和部门使用，不断开发新的应用领域，取得了效果好，节能材料的好处来替代传统技术的原貌。此外，螺杆泵具有比较优势，相对于双螺杆泵单吸双吸双螺杆泵的轴向力平衡本身更螺杆双吸能产生更多的流量。双螺杆泵应用在市场双吸。螺杆泵作为一种机械采油设备，具有其它液体输送装置的优越性是不能代替，两螺杆泵抽油机的工作原理，它是由两个螺钉实现油或其它液体物质的旋转运动。通过几年的实践证明，它投资少，能耗低，适应性强，这些特点逐渐被用户接受。双吸双螺杆泵螺杆两个线程在操作可自平衡轴向力有很大的优势比其他螺杆泵，还与大庆油田开发的逐步深入，油田开发难度的增加，起重设备的重要性也日益突出，双吸双螺杆泵在越来越重要的地位在石油生产以其优越的性能。661.3 国内外的研究现状在中国，螺杆泵的发展起步较晚，但通过引进国外技术取得了快速发展。1993，天津工业泵 W 介绍，V 系列从德国 bomcmann 公司双螺杆泵，从阿尔魏勒公司系列三螺杆泵进口。中国渤海油田采用了 4 套海洋平台从 IMO 公司双螺杆泵。生力油田 1996 公司从德国引进 bomemann mw7.3l（_57 双螺杆泵，在东营采油厂 11 台泵已经聚集试验。原油粘度含 5.54x105m2，卷 82%，在良好的条件下应用九。经过二十年的发展，自 1984 以来，中国现在有近 30 人的专业厂螺杆泵。单，双，三螺杆泵，五年的总产量约 10000 套，最多三螺杆泵生产，约占一半，其次是单，双螺杆泵，五螺杆泵输出很少。单螺杆泵制造厂近20 家，主要生产厂家有天津工业泵厂等。双螺杆泵的螺杆转子结构复杂，制造困难，只有天津工业泵厂，上海 7ll 研究所，沈阳工业泵厂，江苏淮阴通用机械厂和广州造船厂机械厂生产的双螺杆泵。三螺杆泵的泵，泵，除了天沈兰泵，南京工业泵厂，上海液压机械厂。经过两年的产量少。五螺杆泵生产厂只有沈泵将生产权天水泵厂。1984 引进技术 allwciler 公司制造的天津工业泵厂，英国 Holroyd 公司，一个 2AC 螺杆铣床及其配套设备，1993 的德国公司 bomcmann 技术的介绍，奥地利数控螺旋旋风铣床 linsinger 公司到台湾，和 2AG- _i，5AC 铣床，每个人，在 1998 的德国公司 klingelnbcrg hnc35sl 全部数控高精度螺纹的介绍台式磨床。单，双的年产量，三螺杆泵 6000 台湾。1989 捷克西格玛公司技术的单螺杆泵的转子装置管抑制和空心介绍石首水泵厂。目前，没有很多的研究在国内开展双螺杆泵。中国石油天然气集团公司已列入“石油装备技术发展规划”的产品，并作为主要项目。1995，大庆油 F 开生力 bomemann 油田从公司推出的 3 套多相泵，多相泵的目的是为了发展自己，以适应海洋和沙漠油田大规模开发的需要。西安交通大学，石油大学和大港油田成机械制造有限公司已经进行了一些研究工作。1997，双螺杆混输泵项目列入大港油田集团科研计划，1999 个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的外置轴承式双吸双螺杆泵，在大港油田的应用，取得了良好的效果。同时，服务公司在渤海的石油生产技术中海石油基地是双螺杆泵采油的研究，并取得了一定的进展。华南理工大学螺杆机77械研究院产业化发展是双螺杆泵的新齿形，齿&；一个 B 单头双螺杆轴泵已成功通过测试，各项技术指标均达到或超过的水平，该公司与 allwciler公司。西安交通大学博士曹在混输泵的理论分析研究。西安交通大学的硕士双螺杆泵刘待中的流体流动进行了研究，在螺杆泵的流量计算和实验天津大学汉永辉大师进行研究。现在，美国科尔法泵业集团是世界上最大的螺杆泵制造商，拥有阿尔魏勒，IMO 等 5 家子公司，是世界知名品牌，销售和服务网络遍布全球 80 多个国家。1.4 双螺杆泵类型双螺杆泵类型双螺杆泵的密封和非密封型两种类型，根据介质从一端或两端从空间，双螺杆分为单吸双吸两种结构。双螺杆泵，螺杆泵外啮合，它使用相互啮合，不碰两螺丝抽液。双螺杆泵是一种双吸双螺杆泵密封非。端向外延伸，由原动机驱动的主动螺杆泵。主动和从动螺杆螺纹旋转方向不同。与螺杆泵紧。该螺杆由同步齿轮带动驱动螺杆驱动。双螺杆泵作为一种容积式泵，泵的吸入室应严格分开的房间。因此，泵体与螺杆，螺杆与螺杆圆柱面间隙应尽可能小。体，螺杆，螺杆与泵室相互形成密封腔，密封，否则可能有液体从后面的差距。双螺杆泵可分为内部和外部轴承两种形式。轴承在内置轴承的结构在材料从输送润滑。双螺杆泵的外轴承结构，轴承是分开的。由于这种结构的存在和侧隙螺杆泵，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，其输出扭矩来驱动螺杆的一半。正如所有螺杆泵，外置轴承的双螺杆泵自吸能力，但大部分部件是泵双吸对称布置，可消除轴向力，但也有很多烟高。双螺杆泵系列产品分为单吸双螺杆泵和双吸双螺杆泵的两个类别。本系列产品具有螺旋型线和辅助的特殊结构，广泛用于石油，化工，冶金，电力，造船，钢铁，医药，食品，建材等行业的输送，适用范围广，适用于复杂介质条件，是其他泵无法比拟的。这些特点使该系列泵具有潜在的发展空间。泵体不密封双吸双螺杆泵有两个左，螺旋单线程，主动螺杆 2 由发动机带88动旋转，通过同步齿轮 1 带动驱动螺杆旋转 3。两螺杆和泵体。有一个缺口，齿轮间隙和轴承来保证。气隙的大小，取决于如工作压力的因素，液体的粘度。因为在相反的旋转方向两端螺纹，螺杆的旋转，由啮合线形成螺杆泵工作腔。1.5 螺杆泵选用及应用一，选择螺杆泵的转速螺旋泵的流量和相对于所述低速泵速线性关系，虽然高速螺杆以增加流量和扬程，但显著增加的功率的转子和定子之间，高速加速磨损，将螺钉过早失效，并且高速度螺杆转子长度很短，不易磨损，从而缩短螺杆的使用寿命。降低速度或无级减速机构由监管机构，传输速度保持在低于三百更合理的范围内，用高速泵相比，寿命可以延长几倍。两，螺杆泵的质量各种螺杆泵，相对而言，设计合理的螺杆泵入口，材质精良，但价格较高，一些不到位的服务，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。最一般进口产品的国内生产，产品质量参差不齐，有好有坏，在选用国内生产的产品时，在考虑其成本，选用低转速，长铅，好的材料的传输容量组件，额定寿命长的产品。三，以确保碎片不进入泵体湿污泥中混入的固体碎片将橡胶螺杆泵的定子材料损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，前一磨床的安装很多污水厂在泵，和一些安装格栅装置或过滤器，阻挡杂物进入泵，网格应及时清理，避免堵塞钓鱼。四，避免切割螺杆泵决不允许在断料的情况下操作，一旦发生，橡胶定子由于干摩擦，瞬间产生高温和燃烧，所以，粉碎机完好，格栅畅通是为螺杆泵，正常运行的必要条件，因此，安装在泵体端停止给料装置还有些螺杆泵，切削时，由于螺杆泵的特点是自吸功能，将产生一个真空室，真空装置使螺杆泵停止运行。五，保持恒定的出口压力螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口受阻，压力会逐渐升高，使压力超过预定值。在这一点上在电机负荷急剧增加。传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时烧坏电机，传动零件断裂发生。为了避免螺杆泵损坏，一般在99螺杆泵出口安装回油阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。第 2 章 2GH30-42 双螺杆泵结构与工作原理 2.1 2GH30-42 双螺杆泵结构该型泵双吸式结构，螺杆两端处于同一压力腔，轴向力可平衡。两端的轴承采用外装式，单用润滑油（脂）润滑，所以它不受传输介质的影响。双螺杆具有一对同步齿轮传动，螺杆不齿表面之间的接触，留有微小的间隙，介质中的杂质和不螺旋齿面磨损产生的直接（除了冲刷）。除了一些小的位移泵（低于 2W。w4.0），一般在泵体内部的流动式安全阀，排放压力超过额定值时，有一定的保护作用。的进出口方向，泵体有两种，一是在横向水平；第二，水平到垂直向上，用户可以根据自己的需要选择。图 2-1 内部结构图 11010图 2-2 内部结构图 2图 2-3 三维透视结构图2.2 螺杆泵工作原理螺杆泵工作原理1 螺杆泵抽液体旋转螺钉。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动旋转，两边的螺杆为从动螺杆，与螺杆反向旋转的主动。主动螺杆从动螺杆的螺纹均为双头螺杆。由于相互啮合的螺杆，螺杆与管壁紧密李宁，泵的吸入口和出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，在泵的吸入端不断形成密封空间，其中充满液体的吸入室，与吸入室沿螺杆轴连续地推移至排出端，将在液体连续放电空间封闭，如螺杆旋转螺母是不断向前的情况下，这就是螺杆泵的基本原理。2 螺杆泵的工作原理是：螺杆泵工作时，液体被吸入后进入泵套管螺纹和封闭的密封空间，当主动螺杆旋转，螺杆泵压力的体积增加，挤出螺杆螺杆泵密封，1111并沿轴向方向移动。随着螺杆的旋转，使液流均匀。螺杆泵特点为：螺杆的损耗，经济性能好。压力高而均匀，流量均匀，转速高，能与原动机直。螺杆泵可以输送润滑油，燃料运输，运输各种油和聚合物，用于输送黏稠液体。输送高粘度介质：3 根据泵的大小不同可以从介质 CPS 粘度运。含有颗粒或纤维的介质：颗粒直径可以为 30mm（不超过转子偏心距）。纤维长度可 350mm（相当于 0.4 转子间距）。其含量一般可达 40%基坑，如果细粉固体介质，可达 60%或更高含量最高也可以转移。第 3 章 2GH30-42 双螺杆泵的总体设计3.1 设计参数型号公称压力 Mpa粘度 mm2/s公称流量 L/min转速 r/min2GH30-421.563.57503.2 电动机的选择螺杆泵腔无摩擦，可没有干净的抽油过程中实现。的润滑泵配件仅限于轴承和齿轮，和动态密封。没有往复运动不见的螺杆泵，可以实现良好的动态平衡。因此，螺杆泵运转平稳，转速高，体积小，以获得较大的抽速。数据流量 Q = 3.5l/min 压力 1.5MPa 率设计从公式表明，PW = PQ60 以上数据为方程（流量和压力转化为国际单位）：PW = 0.0875kw螺杆泵通常选择四级电机，通过“机械设计课程设计表 9-1 可以选择y132s-8 型电机额定功率是 2.2KW，速度：同步转速 n =为 750r/miny132s-8 型异步电动机的选择根据 Y 系列三相异步电动机技术数据，Y 系列三相异步电动机为一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼异步电动机，具有防灰尘，铁屑或其他杂物侵入性的特点，在电机，B 级绝缘，工业环境温度不超过 40，不超过超过 95%的相对湿度，海拔高度不超过 1000m，额定电压 380V，频率 50Hz。适用于无特殊要求的机械，如机床，水泵，风扇，传送带，搅拌机，农业机械等。1212根据以上计算，为满足转速和功率要求，选择 Y 系列三相异步电动机型号为：Y132S-8 其技术参数见下表 4-1.表 4-1 Y132S-8 型电动机技术数据电动机型号额定功率/KW满载转速/rmp额定转矩/N.m最大转矩/N.mY132S-82.27102.02.03.33.3 螺杆参数计算螺杆参数计算螺杆衬套内孔的横截面面积A3A3=2R-R（2-sin2） 式中R-螺杆的外径 -两螺杆相啮合的区域的角度一根螺杆的螺旋横截面积A1A1=AQr+AQR其中:AQr=0.5r AQR=0.5R有效过流断面A A=A4-2A1=2R-R（2-sin2）-R（1+r/R）螺纹深度的选择在螺纹头数和铅同一理论，泵的流量几乎比R / R = 0.4泵50% R / R = 0.7。当R / R接近0.8，深度减小使螺旋流减小的理论，但将导致相对泄漏量增加，也会使容积效率下降。所以R / R什么比例是最需要仔细考虑的。R / R允许0rR1的范围内，但根据经验通常选择更为合理的范围是R / R = 0.45 0.7。R / R较小的值是推荐的低压泵，用于输送高粘度的介质中；大R / R为中小型和相对高的泵排出压力水的粘度值。如果仅从最高的容积效率点，深度的螺旋更好的R / R = 0.6 0.7。目前对泵的设计是一个高压泵选择的R / R = 0.6螺旋导轨的选择螺旋T Q流和铅（螺距）的长度呈线性关系，导致更大，每大革命理论流量。越来越多的铅也会增加螺旋面量之间的差距，差距和引线之间也存在近似的线性关系。工作长度相同导致的密封腔小，数量大。它是可能的容积效率，在同样的情况下，更高的压力建立，或泄漏是相同的压力下，体积减小，效率高，但流量减小理论与铅越小，反之亦然。1313经验点，匹配的方法获得螺旋深度不同导致相同的理论流量，得到更高的容积效率的角度来看，选择螺纹深度和大领导小组成螺旋方法是更多的收益。常用的螺旋导程为T/R=0.51.25所以对设计的泵选用T/R=1螺杆半径R和r的计算对于双螺杆泵有：Q=2ATn又A=2R-R（2-sin2）-R（1+r/R） 其中 cos=r/R=0.6 T=R n=750r/min 把以上都换算成国际单位带入计算可知：R=53.5mm 由机械手册附表螺纹直径可知圆整后的直径为R=55mm由上可以得出：r=0.6R=33mmT=R=55mm3.4 螺杆泵特性曲线 使用从螺旋泵的特征参数绘制的生产数据的PCP曲线计算。在实际使用中与水的特性曲线或理论曲线螺杆所获得的螺旋泵的特性曲线的比较以及确定螺杆泵石油生产系统的工作条件。同时，也可根据石油生产的位置和特性曲线上的螺旋泵的工作点，以确定的情况下螺钉和油井泵送系统匹配。螺杆泵特性曲线主要包括：排量特性曲线、负载特性曲线、效率曲线三个方面。1.排量特性曲线螺杆泵的排量特性具有一定的“硬特性”和“软特性”。所谓硬特性就是特征是在一定范围内的所谓的硬的工作压力，泵的高效率和泵排量的容积效率保持不1414变。当操作压力超过定子橡胶“崩溃”的压力，容积效率下降。当小于 50的体积效率，以 60，下降显著更快。随着压力的增加容积效率降低，软特征示于图 3-2。如图 3-2 所示。 100 硬特性区 60 软 特性 0 区 0 kpmaxp 图图 3 3-2-2 螺杆螺杆泵泵排量特性的硬特性和排量特性的硬特性和软软特性特性螺杆泵的单级承压能力可表示为结构参数，工作参数及工况环境等影ikp响因素的函数，对模拟试验的数据进行分析，不同规格的螺杆泵可用以下公式模拟 （2-15）08. 021. 025. 0ikknp螺杆泵排量特性曲线可用以下公式模拟pV （）ppk1Vkpp （） （2-16）akpp)(015. 01Vkpp当时，可确定，即0Vmaxp （2-17）akmax015. 01pp式中，Z 为泵的级数；n 为转子转速，r/min；为介质动力粘度，；为定转smPa子间初始过盈量，mm；t 为工况温度，；k、a 为与泵的结构参数有关的常数，取C1515值见表 2-2；为与定子橡胶物性有关的常数，对于橡胶其值为 0.05。 表表 2-2-2 2 k k、 、a a、 、的取的取值值mk泵型GLB120GLB500GLB800k0.130.120.11a2.50.40.3mk0.82.64.22.负载特性曲线负载特性表现出螺丝与工作压力有良好的线性关系。根据从操作参数，环境条件的影响，以及定子和转子，更敏感的运行速度之间的干扰的定子和转子之间的摩擦转矩压转子扭矩液体。通过用下面的经验公式负担模拟转子扭矩可用分析实验数据 （2-18）Znk10peDT4T23. 063. 0m3-r式中， 为转子负载扭矩，；rTmN e 为转子偏心距，mm； D 为转子截面直径，mm； T 为转子导程，mm； 为工作压力，MPa；p 为结构参数，取值见表 4-2。mk3.效率曲线螺杆泵的效率曲线定义为有功功率与转子输入功率的比值： （2-19）pTeDT4Vr螺钉特性主要应用计算螺杆泵的运行参数，然后绘制其工作点的性能在一个典1616型的螺杆图确定螺杆泵特性曲线的点的位置。在一般情况下，整个螺曲线分为三个大的区域最佳的工作区，工作区和穷人一般工作区。邻近泵效率的最高点（通常取 80的最高效率点）在最佳的工作区的区域的中间画的垂直线，两条垂直线，在左侧的工作区是最好的一般的工作区，右侧最佳工作区是恶劣的工作区。在整个生产过程中，螺旋泵的工作点应保持在最佳的工作区域内。典型性能曲线和分区螺丝如图 2-3 所示。 图图 2 2-3-3 典型螺杆泵性能曲线典型螺杆泵性能曲线 当螺杆泵采油系统的正常工作，光杆轴向力和扭矩在光杆是稳定的，流畅的线条，和在正常条件下和范围内；当出现各种故障条件下，光杆的轴向力与光杆扭矩对应的曲线会出现不同程度的波动，范围将不在正常范围内。以上分析可以有效的螺杆泵井生产系统的条件类型。根据长期试验和现场统计的生产经验，螺杆泵井生产系统正常工作压力的设定压力和最大升值 30%的效率是 65%个压力点之间的体积，并推导出正常使用的条件下，光杆杆的轴向力和扭矩范围之间的分别，相应的，在杆的轴向力和扭矩抛光，和 f 是相应的光杆的轴向力和扭矩。根据螺杆泵螺杆泵特性曲线的区间，即分为：正常，杆断裂，肿胀，蜡或定子参数太1717大，第五部分部分参数。如图 2-4 所示。 下图为螺杆泵井的光杆扭矩和轴向力分析：maxP为最大扬程 为容积效率为 65%时的压力65. 0P 为最大扬程的 30%时的压力3 . 0P 为最大扬程下的扭矩maxM 为泵工作压力为时的扭矩65. 0M65. 0P 为泵工作压力为时的扭矩3 . 0M3 . 0P 为初始扭矩1M第 4 章 2GH30-42 双螺杆泵主要零部件的设计4.1 同步齿轮传动设计按设计计算公式 1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般机器，速度不高，选用 7 级精度1818 3）材料选择 由表(10-1)选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280 HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 HBS，二者硬度差为 40 HBS。 4）初选小齿轮的齿数，选122Z 2111 22=22ZiZ 222Z 2 按齿面接触强度设计 由设计公式（注: :脚标 t 表示试选或试 2131212.32()tHtdHK TZudu算值,下同.）（1）确定公式内各计算数值1）试选载荷系数 1.3tK 2）计算小齿轮转矩 55411195.5 1095.5 102.24.202 10750PTN mn3）由表 10-7 选取齿宽系数（非对称布置）1.0d 4）由表 10-6 查取材料弹性-影-响-系-数12189.8EaZMp5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度lim1600HaMplim2550HaMp6）由式 10-13 计算应力循环次数9116060 1460 1 (2 8 300 8)3.364 10hNn jl （j 为齿轮转一圈，同一齿面啮合次数；为工作寿8126.469 105.2NN hl命）7）由图 10-19 取接触疲劳寿命系数120.93,0.96HNHNKK8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由式 10-12 得 1lim112lim22558528HNHaHNHaKMpSKMpS（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入较小值1tdH 由计算式得，2131212.32()tHtdHK TZudu1919 mm148.51td 2）计算圆周速度113.655760 1000td nmVs3）计算齿轮 b 11 48.5148.51dtbdmmmm 4)计算齿宽与齿高比bh模数1148.512.0212524ttdmz齿轮高*(2)2.02125 2.254.5478ahhc mmm齿高比48.5110.674.5478bh5）计算载荷系数 K 根据，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 3.98mVs 1.12vK 由表 10-2 查得 1AK 由表 10-4 用插值法，7 级精度,小齿轮相对轴承为非对称布置 查得 1.420Hk 由 查图 10-13 得1.4,10.67Hbkh1.34FK 故载荷系数 =1.562AVHHKKKKK6）按实际的载荷系数校正所算分度圆直径，由式（10-10a）得 31151.57ttkddmmk7）计算模数1151.572.14924dmZ 3 按齿根弯曲强度设计由式（10-5） 13212FasaFdY YK TmZ （1）确定计算参数1)图 10-20C 查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿轮弯曲疲1500FEaMp劳 2020 强度极限为2380FEaMp2)由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 120.90,0.92FNFNKK3)算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数由公式(10-12)得1.4s 111314.29FNFNFaKMPS222244.29FNFNFaKMPS4)算载荷系数 =AVFFKKKKK1 1.12 1 1.341.50 5)取齿形系数，应力校正系数 由表 10-5 查得 11222.65,1.582.16,1.81FSFSYYYY6)比较大小齿轮的大小FaSaFYY1110.01332FaSaFYY2220.01600FaSaFYY大齿轮的数值大（2）设计计算 322 1.562 42020 0.0154981.521 24mmm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，终合考虑，满足两方面，对模数就近取整，则 m=2 4 几何尺寸计算 （1）计算中心距 =44mm122ZZma (2)分度圆直径11224444dz mmmdz mmm齿轮Z1Z22121齿数2222 模数22分度圆直径4444齿顶圆直径4848齿根圆直径39394.2 轴的结构设计计算轴的强度计算（1）轴的受力分析由轴的初步结构图可知轴为一简支梁结构，在主动齿轮输入转矩，被动齿轮处输出转矩，其受力分析图如下（2）由前面计算知 414.202 10TN mm 411122 4.202 10127461.84tTFNdNFFntr478365913cos20tan1274cos/tan 11NFFntr2071365913cos20tan5520cos/tan 33NFFta317365913tan1274tan 11NFFta1376365913tan5520tan 33（3）求支座反力铅直面支座反力：031rrBVAVFFFF222201865 .4423431rrBVFFF解联立方程得： , NFAV92.811NFBV08.1737水平面支座反力：031BHttAHFFFF01865 .4423431ttBHFFF解联立方程得： , NFAH59.100NFBH41.4145（4）计算弯矩和扭矩铅直面弯矩：，mmNFMAVCV361305 .44mmNFMBVDV8338048水平面弯矩：，mmNFMAHCH44765 .44mmNFMBHDH198980482323总弯矩：mmNMC3640644763613022mmNMD2157441989808338022扭矩：mmNTT1776702当量弯矩：单向旋转，转矩为脉动循环，取6 . 0mmNT1066021776706 . 0mmNTMMcec11264722mmNTMMDeD240644222424（5）分别校核 C 点和 D 点截面 mmMdbcec36.27551 . 01126471 . 0331 mmMdbDeD24.35551 . 02406441 . 0331因为实际轴径远大于计算轴径，且两轴承跨度也不大，所以刚度也足够。4.2.1 按扭转强度条件计算（1）电机功率 2.2Pkw（2）轴传扭矩 4-512.29550955036.22750PTN mn（3）轴的直径计算 T 4-523302.212640750PdAmmn4.2.2 按刚度条件计算 max经查表得铸铁剪切弹性模量 所以PaG91045 5 . 02525 4-53265 . 014. 3104918011.18321803242942GTd所以转子轴最小直径取 D=354.2.3 精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度影响来看。截面处的过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面和之间上的应力大，但应力集中不打，而且这里轴的直径最大，所以不用校核，因而该轴只需校核截面左右两侧即可。（2）截面的左侧 抗弯截面系数 4-543336400401 . 01 . 0mmdW 抗扭截面系数 4-5533312800402 . 02 . 0mmdWT 弯矩 M 及弯曲应力为 4-56mNM1729715 .885 .56270938 4-57MPaWMb02.276400172971 扭矩 T 及扭转切应力为 mmNT18112 4-58MPaWTTT41. 11280018112 轴的材料为 45，正火处理。查得，MPaB700MPa2301MPa1871截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数和，因，aa031. 0652dr，经查得，可得轴的材料的敏系数为08. 16570dD2a31. 1a2626，82. 0q85. 0q过盈配合处的值，由表查出取 3.16k 4-5953. 216. 38 . 0k 轴按磨削加工，表面质量系数为92. 0 故综合系数为 4-6025. 3192. 0116. 311kK 4-6162. 2192. 0153. 211kK 所以轴在截面左侧的安全系数为 4-6204.1801 . 089. 325. 32301maKS 4-63005.10705. 0762. 21871maKS 4-6475. 801.1004.1801.1004.182222SSSSSca 5 . 1 SSca 所以截面左侧强度足够 （2）截面右侧 抗弯截面系数 4-5433312500501 . 01 . 0mmdW 抗扭截面系数 4-5533325000502 . 02 . 0mmdWT 截面右侧的弯矩为 4-56mmNM1729715 .885 .56270938 截面右侧的扭矩2727 mmNT18112 截面上的弯曲应力 4-57MPaWMb83.1312500172971 截面上的扭转切应力 4-65MpaWTTb72. 02500018112故有效应力集中系数为 4-6682. 11282. 0111aqk 4-6726. 1131. 185. 0111aqk 轴表面未经表面强化处理，即，得综合系数值为1q 4-688 . 2192. 0167. 082. 111kK 4-6962. 1192. 0182. 026. 111kK 计算安全系数为 4-7079.1601 . 086. 48 . 22301maKS 4-7181.1274. 805. 074. 862. 11871maKS 4-7218.1081.1279.1681.1279.162222SSSSSca 5 . 1 SSca 故该截面右侧的强度也足够。4.3 轴承选取设计计算4.3.1 轴承的设计参数 轴承类型 深沟球轴承轴承型号 63042828轴承内径 d=20 (mm)轴承外径 D=36 (mm)B(T)=8基本额定动载荷 C=47500 (N)基本额定静载荷 Co=35600 (N)极限转速(油) 7500 (r/min)4.3.2 轴承的当量动载荷计算 轴承类型：深沟球轴承（1）计算径向载荷和轴向载荷 4-732.2Pkw750 / minnr20dmm 4-742.2950000955000018112750PTN mmn 4-75NdTFt48.724501811222 4-76NFFntr54.268982. 0364. 048.724costan 4-77NFFta55.140194. 048.724tan 径向载荷 Fr = 268.54(N) 轴向载荷 Fa = 140.55(N) 额定静载荷 Co =35600(N) 径向载荷系数 X = 0.4（2）计算当量动载荷 4-780039. 03560055.1400CFA 4-79523. 054.26855.140rAFF 4-80NYFXFfPArd402 4-81NnLfPCht5138101200029006040210603636102929 所以 故符合要求CC （3）寿命校核 额定动载荷 C = 47500(N) 当量动载荷 P = 402(N) 轴承转速 n = 2900(r/min) 工作温度 T =20() （温度系数 ft = 1） 要求寿命 Lh = 4500(h) 计算寿命 Lh = =16122(h) 4-82 PCfnt60106所以 轴承寿命合格hhLL 4.4 键的选择、键的校核查机械设计手册表 6-1 选择轴 上的键，根据轴的直径，3022d键的尺寸选择，键的长度 L 取 22。主轴处键的选择同上，78取键高键宽hb键的尺寸为，键的长度 L 取 100。1628取键高键宽hb7.传动轴的校核需要验算传动轴薄弱环节处的倾角荷挠度。验算倾角时，若支撑类型相同则只需验算支反力最大支撑处倾角；当此倾角小于安装齿轮处规定的许用值时，则齿轮处倾角不必验算。验算挠度时，要求验算受力最大的齿轮处，但通常可验算传动轴中点处挠度（误差%3） 。 当轴的各段直径相差不大，计算精度要求不高时，可看做等直径，采用平均直径进行计算，计算花键轴传动轴一般只验算弯曲刚度，花键轴还应进行1d键侧挤压验算。弯曲刚度验算；的刚度时可采用平均直径或当量直径。一1d2d般将轴化为集中载荷下的简支梁，其挠度和倾角计算公式见金属切削机床设计表 7-15.分别求出各载荷作用下所产生的挠度和倾角，然后叠加，注意方向符号，在同一平面上进行代数叠加，不在同一平面上进行向量叠加。 轴的校核：通过受力分析，在一轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行校核3030NdTFmNnPTr21011201260602/2126060800/96. 031055. 9/1055. 966最大挠度：mmEIlllF4492222max1016.202643010210481004400325210148)4(434;6 .39740643014. 364;101 . 24449mmdIIMPaEE轴的；材料弹性模量；式中；查机械制造装备设计表 4-12 许用挠度 ； mmy12. 0403. 0。 所以合格,yYB 轴、轴的校核同上。键和轴的材料都是钢，由机械设计表 6-2 查的许用挤压应力,取其中间值，。键的工作长度MPap120100MPap110，键与轮榖键槽的接触高度mmmmmmbLl16822。由机械设计式（6-1）可得mmmmhk5 . 375 . 05 . 0 MPaMPaMPakldTpp1103 .10230165 . 31086210233式中：；键机械设计表，弱材料的许用挤压应力键、轴、轮毂三者中最；键的直径，；为键的宽度，为键的公称长度，圆头平键键的工作长度，为键的高度此处度键与轮毂键槽的接触高传递的转矩26,5 . 0,;,pMPammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT可见连接的挤压强度足够了，键的标记为：20031096810TGB键3131第 5 章 2GH30-42 双螺杆泵螺杆泵的保养与维护5.1 螺杆泵的保养1、每日检查（巡检）；1)油位检查：检查油杯、齿轮箱的油位，油位高度以油窗的 3/4 为宜，齿轮箱和轴承箱的油位过多，使温度升高，油位过低，造成润滑不良，有的可能会发出噪音。2)温度检查：用测温仪检查各部位温度。3)电动机负荷检查：用功率表或电流、电压表测量电动机负荷。2、每月检查：联轴器弹性体或三角胶带的张力。3、每季检查：齿轮箱内润滑油是否变质，如果变质则应马上换油。如果前级螺杆泵为液环泵，则改为每日检查。4、每半年检查： 1)前盖轴承箱内润滑油是否变质，如果油箱内的润滑油已经变质，则应马上换油。2)油封是否损坏。5、每一年检查： 1)轴承是否磨损。2)活塞环及活塞环衬套是否磨损。3)齿轮微量程度的磨损对转子正常工作是否产生影响是否需要调整。32325.2 螺杆泵防止过载的方法(1) 采用机械式自动调压旁通阀。旁通阀安装在螺杆泵的出口和入口之间的旁通管路上，此阀控制泵出入口之间的压差不超过额定值。当压差达到额定值时，阀门靠压差作用自动打开，使螺杆泵出口和入口相通，使出入口之间的压差迅速降低，这时螺杆泵在几乎无压差的负荷下工作。当压差低于额定值时，阀自动关闭，气体通过螺杆泵内由前级泵抽走。带有旁通溢流阀的螺杆泵可以与前级泵同时启动，使机组操作简单方便。 (2) 采用液力联轴器采用液力联轴器也能防止泵的过载现象发生，使泵可以在高压差下工作。液力联轴器安装在泵和电动机之间。在正常工作状态下，液
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