毕业论文终稿-G60-1单螺杆泵设计（送全套CAD图纸 资料打包）

买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑分类号密级宁宁波大红鹰学院毕业设计论文G601单螺杆泵设计所在学院专业班级姓名学号指导老师2015年3月31日买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑诚信承诺我谨在此承诺本人所写的毕业设计（论文）G601单螺杆泵设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）年月日买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑摘要G601单螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵。具有效率高、自吸能力强、适用范围广等优点，对各种难以输送的介质都可用本泵来输送。它主要由螺杆、衬套、万向联轴器、传动轴和泵轴等零部件组成，靠螺杆与衬套之间的内啮合相对运动，使啮合密封腔沿轴向运动，从而完成输液过程。为更好的满足特定工作条件的需要，本论文详细阐述了单螺杆泵的工作原理和结构特点，并在传统的设计理论体系基础上，利用现有的设计手段和工具，根据给定的流量、压力来设计和选取合适的单螺杆泵结构参数，完成对单螺杆泵结构设计计算、主要性能计算和影响因素分析，在此基础上利用AUTOCAD制图软件绘制了G601单螺杆泵的装配图和主要零件图。通过本次设计巩固了大学所学专业知识，掌握了螺杆泵的设计方法并能熟练使用AUTOCAD制图软件。关键词单螺杆泵设计校核轴买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑ABSTRACTG601SINGLESCREWPUMPISANEWTYPEOFINTERNALMESHINGROTARYPOSITIVEDISPLACEMENTPUMPSWITHHIGHEFFICIENCY,STRONGSELFABSORPTIONCAPACITY,AWIDERANGEOFADVANTAGES,DIFFICULTTOTRANSPORTAVARIETYOFMEDIAAREAVAILABLETOTRANSPORTTHISPUMPITMAINLYCONSISTSOFSCREWS,BUSHINGS,UNIVERSALCOUPLING,DRIVESHAFTANDTHESHAFTANDOTHERCOMPONENTPARTS,RELYINGONINTERNALENGAGEMENTBETWEENTHESCREWANDTHEBUSHINGRELATIVEMOTION,SOTHATTHEAXIALMOVEMENTOFTHEENGAGEMENTINTHESEALEDCHAMBER,THUSCOMPLETINGTHEINFUSIONPROCESSTOBETTERMEETTHENEEDSOFSPECIFICWORKINGCONDITIONS,THISPAPERELABORATESSINGLESCREWPUMPWORKINGPRINCIPLEANDSTRUCTURECHARACTERISTICS,ANDBASICDESIGNTHEORYINTHETRADITIONALSYSTEM,THEUSEOFEXISTINGDESIGNMETHODSANDTOOLS,BASEDONAGIVENFLOWPRESSURETODESIGNANDSELECTTHEAPPROPRIATESTRUCTURALPARAMETERSOFSINGLESCREW,SINGLESCREWTOCOMPLETESTRUCTURALDESIGNCALCULATIONS,KEYPERFORMANCECOMPUTINGANDINFLUENCINGFACTORS,ONTHEBASISOFTHEUSEOFAUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWASINGLESCREWASSEMBLYDRAWINGG601ANDMAJORPARTSDIAGRAMBYTHISTIMETHEUNIVERSITYISDESIGNEDTOCONSOLIDATEEXPERTISE,MASTERSCREWDESIGNMETHODSANDCANSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWAREKEYWORDSSINGLESCREWPUMPDESIGNVERIFICATIONAXIS买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑目录摘要IIIABSTRACTIV第1章绪论111研究背景及意义112国内外研究现况1121国外螺杆泵的研究现状1122国内螺杆泵的研究现状213单螺杆泵简介2第2章单螺杆泵的总体设计421设计要求422结构和工作原理分析4221G系列单螺杆泵结构4222工作原理分析523结构方案设计924性能参数分析9第3章螺杆与衬套的设计1131螺杆和衬套结构设计11311螺杆和衬套尺寸的确定11312螺杆和衬套的型线设计1332螺杆和衬套材料的选用1733螺杆和衬套的加工制造19331螺杆的加工19332橡胶定子的加工19第4章其他主要零部件的设计与选择2141电机的选择2142轴的设计2143轴承的选择与校核23买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑44进出油口尺寸设计2445油封的选择25451密封端面间液体压力分布规律25452载荷系数和平衡系数25总结27参考文献28致谢29买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第1章绪论11研究背景及意义在我国的国民生产和生活中，泵作为一种输送液体的心脏倍受各行各业所重视。单螺杆泵输送流量、压力稳定，无脉动。单螺杆泵输送变转速即可改变输出流量，可用作计量投加。吸入能力强，工作噪声小，无泄漏，无温升。单螺杆泵输送适应范围广，可输送一切流动介质甚至非流动物料。单螺杆泵能输送高固体含量的介质；流量均匀压力稳定，低转速时更为明显；流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性；一泵多用可以输送不同粘度的介质；泵的安装位置可以任意倾斜；适合输送敏感性物品和易受离心力等破坏的物品；体积小，重量轻、噪声低，结构简单，维修方买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑便。正是由于上述特点，使得单螺杆泵应用广泛，领域涉及石油工业、化工及制药、环境工程、矿产工程、食品工业、造纸行业。在国内，螺杆泵的使用时间短，对其研究起步相对较晚，因此在生产中还有许多管理上和技术上的问题需要解决。随着螺杆泵应用领域的不断拓宽，对螺杆泵技术要求也越来越高，为适应螺杆泵在其应用领域快速发展的要求，有关螺杆泵的研究方向和内容呈现出比较活跃的趋势。工业的发展对单螺杆泵提出了更高的要求，某些特定的行业用单螺杆泵的工作条件十分恶劣，如何提高单螺杆泵易损件的工作寿命，更好的满足需要，是单螺杆泵设计和校核的关键。针对螺杆泵理论和结构上存在的问题，在传统的设计理论体系基础上，利用现有的设计手段和工具，设计出一种较为合理的单螺杆泵，缓减或解决螺杆泵在现场实际使用中所存在的具体问题，提高螺杆泵的寿命和效率，降低成本。12国内外研究现况121国外螺杆泵的研究现状单螺杆泵是1932年由法国工程师MOINEAU发明，并由德国PCM泵公司制成产品。加拿大约40的重油井使用螺杆泵采油，其中一石油公司采用PCM/IFP联合公司生产的RODEMIP地面驱动螺杆泵采油系统，井下部分连续运转了两年，地面部分5年，投资与维护保养费用均较低。发展大流量和高压力的单螺杆潜油泵是国外螺杆泵的主要发展趋势。发展这种产品主要是为了满足一些大流量且含油水混合物的小口径深油井的需要。单螺杆泵广泛应用于各种工业领域已经有约60年的历史，但欧洲直到1985年前后才开始利用这种泵进行深井采油。目前，单螺杆泵的最大压力已经达到200BAR，英国AG泵公司和法国PCM泵公司均生产这种高压单螺杆泵（流量范围20500/H，级数120级）。由于这种高压单螺杆泵具有结构紧凑、效率高、耐磨3M性强等优点，因此国外越来越多地使用这种螺杆泵来开采含有大量固体颗粒、高粘度的原油。122国内螺杆泵的研究现状我国螺杆泵的发展起步较晚，原天津市工业泵厂于20世纪60年代初期研制成功船用高压小流量三螺杆泵，此后逐步发展成为单、双、三螺杆泵的专业生产厂。60年买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑代中期，原沈阳水泵厂开始生产双螺杆泵和三螺杆泵，70年代研制成功五螺杆泵。1984年6月，天津工业泵总厂与世界著名的德国阿尔维勒公司签定三螺杆泵制造技术转让合同；1992年2月，与德国鲍曼公司签定合同，引进单、双螺杆泵制造技术。1989年，湖北石首水泵厂引进原捷克斯洛伐克西格玛公司单螺杆泵制造技术及空心管压制单螺杆泵转子设备。目前，我国对螺杆泵地面装置进行了改进，使螺杆泵的转速、排量可在一定范围内调整，以适应不同井况的需要。但是时至今日，国内产品基本上局限于小型单螺杆泵，缺乏大型单螺杆泵产品，且在泵的结构和制造技术等方面有待于改进和提高，并普遍存在泵性能和可靠性不高的问题。13单螺杆泵简介单螺杆泵于1932年由法国工程师莫诺（MOINEAU）发明，并由法国PCM泵业分公司首先生产，故也被称为莫诺泵（MONO）。莫诺泵还被称为偏心螺杆泵、转子偏心泵、曲杆泵、浓浆泵和蛇泵等，在我国按标准规定以正式定名为单螺杆泵。它既适合输送低粘度如水等介质，还尤其适合输送含有输送含有固体颗粒或短纤维的悬浮液，以及粘度非常高的介质。它广泛地用于石油、化工、建筑、环保、船舶、纺织、冶金、采矿、印刷与造纸业、食品、酿造、医药和日用化工等领域，发展前景远大。目前莫诺泵输送固体颗粒的最大尺寸为不超过转子的偏心距，含量已可达到介质的60左右，粉状颗粒可达到70和最长纤维长度不超过04倍转子螺距。它成功地输送了其他泵难以完成的诸如水泥浆、陶土糊、水煤浆、水泥涂料和膨润土等含固体颗粒比例很高、粘度又大的介质。水煤浆技术作为洁净煤工程和煤浆加工的一种新途径，它的制备和输送越来越受到重视，但是由于水煤浆不仅流动性差，而且成分为65的煤粉、30为水和5为添加剂，煤粉中还含有大量硬颗粒矿物。很多使用场合要求排出压力达1824MPA，甚至更高些。尽管由于严重的磨蚀等因素影响到主要零件定子和转子的寿命，通常定子寿命仅200H，转子也仅800H左右，但运行可靠；且我国至今尚无可替代的设备，因此在水煤浆厂和发电厂螺杆泵选型时单螺杆泵仍得到广泛应用。下图是单螺杆泵的机构示意图买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图11单螺杆泵结构示意图第2章单螺杆泵的总体设计21设计要求（1）主要内容1）深入了解G601单螺杆泵的结构；2）完成G601单螺杆泵的机械系统设计。（2）要求机构设计方案合理、结构紧凑；买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑（3）设计参数型号公称压力MPA必需汽蚀余量M公称流量MM3/H允许最高转速R/MING6010652296022结构和工作原理分析221G系列单螺杆泵结构G系列单螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵。具有效率高、自吸能力强、适用范围广等优点，对各种难以输送的介质都可用本泵来输送。因此单螺杆泵在国外被称为万能泵。它主要由螺杆、衬套、万向联轴器、传动轴和泵轴等零部件组成，靠螺杆与衬套之间的内啮合相对运动，使啮合密封腔沿轴向运动，从而完成输液过程。图21G系列单螺杆泵结构222工作原理分析单螺杆泵属于转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套（定子）和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆（转子）组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时，定子转子副就连续地啮合形成密封腔，这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动，把输送介质从吸入端经定子转子副输送至压出端，吸入密闭腔内的介质流过定子而不被搅动和破坏。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑螺杆具有单头螺纹，其任意截面皆为半径为R的圆，截面的中心位于螺旋线上且与螺杆的轴心线偏离一个偏心距E，绕轴旋转且沿轴向移动而形成的衬套内表面具有双螺纹，其任意截面为一长圆，两端是半径为R（等于螺杆截面半径）的半圆，中间是长为4E的直线段。衬套的任意截面都是相同的长圆，只是彼此互相错开一个角度。螺杆装入衬套后，螺杆表面与衬套内螺纹表面之间形成一个个封闭的腔室，同时任意截面也被分成上下两个月牙形工作室。当螺杆旋转时，靠近吸入室的第一个工作室的容积逐渐增大，形成负压，在压差的作用下液体被吸入工作室。随着螺杆的继续转动，工作腔容积不断增至最大后，这个工作室封闭，并将液体沿轴向推向压出室。与此同时上下两个工作室交替循环地吸入和排出液体，因此液体被连续不断地从吸入室沿轴向推向压出室。常见单螺杆泵螺杆的形状如图22所示。它的外表面是由半径为R的圆，其圆心O以偏心距E螺距T绕螺杆中心线O2做螺旋运动形成的单头外螺纹表面。图22单螺杆泵螺杆的形状买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图23衬套的形状衬套内表面是双头内螺纹表面。其横截面呈长圆形见图23，两端为半径也等于R的半圆，两半圆圆心间的距离为4E，螺距也为T，因是双头螺纹，其导程T2T具有如上形状的螺杆与衬套相互啮合的情况，如图24所示。图24A、B给出的是在时刻二者的啮合状况，图24C则为时刻的状况。由图24可见，在一个导程T内取的9个与衬套轴线垂直的断面上，皆有螺杆与衬套表面接触的点或线。时刻，在1断面上，二者沿圆弧线接触在2断面上，1CAB则仅在两点接触，若将所有相邻断面的接触点依次连接起来，则得一条闭合2,CB的空间啮合曲线。此啮合曲线将衬套与螺杆间的空31A89BC123间隔离成和等空腔（是螺杆点处衬套壁面之间的闭合空DLQ,RAQ,19,8腔若时刻螺杆刚好在5断面处紧靠衬套壁面上的点，则用表示5断面左边的5DDLQ螺杆与、处衬套壁面间的非闭合空腔，用表示5断面右边的螺杆与12R、处衬套壁面间的非闭合空腔。各空腔间互不相通，它们被所述啮合曲569线分隔开或封闭起来。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图24单螺杆泵工作原理示意图螺杆在衬套中转动，经时刻后，各断面中螺杆与衬套间的相互位置变成图24C所示的状况。由图24可见，此时在2断面中，螺杆已移至该断面端的极限腔的2AAQ啮合线左端位置，即包围腔的啮合线左端位置，已由时刻的移至时AQ1CB刻的。若被输送液体从啮合副左端进人衬套，且假设衬套的轴向长度刚好等于2CAB导程T，则经时间后，腔的轴向长度比时刻的T减小了（为1，2断面ALL间的轴向距离）或者说，时刻的腔的轴向位置向右移动了，且其右端已与泵的压出室相通。随着时间的增大，腔向右移动得更多，即衬套内的腔容积更小，AQAQ从而使与之相通的整个压出空间的容积逐渐减小，压力升高，产生了排液作用。在时刻，1断面内的螺杆位于紧靠点的极限位置，形成了腔的断面面积最1DL大。此时，位于距此断面一个螺距T的5断面上的圆弧线，既是腔的右端5CB密封线，又是腔的左端密封线。经时间间隔后，该密封线己从5断面右移，使DRQ与泵吸人室相通的腔容积增大，腔中压力下降，从而吸人液体。与此同时，与泵L压出室相通的腔容积减小，和腔一道排液。DRAQ螺杆连续转动，螺杆与衬套间的啮合密封线就不断生成，且不断由吸人端向压出买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑端移动，泵的吸、排液过程就连续不断地进行了。由上述工作过程可知，螺杆与衬套的啮合长度不能小于一个导程。泵扬程越高，导程数目越多，螺杆与衬套的长度也越长。为消除零件加工误差对啮合线密封效果的不良影响，保证螺杆与衬套的啮合线能承受压出室与吸人室之间的压差，单螺杆泵的衬套一般用耐磨橡胶等弹性材料制成，以使螺杆与衬套间的配合有微量过盈。图25螺杆在衬套中的运动单螺杆泵螺杆在衬套中的运动比较复杂。在泵的任意一个横断面上图25，螺杆绕其轴心线转动时，其断面圆的中心必定要在经过衬套断面中心O的直线人2O1O上运动。这种运动现象，只能在绕转动的同时必须还要有绕的转动才AD22能产生。因为轴是泵轴轴线通过的固定轴线，则连接泵轴和螺杆的传动轴必定要通过万向联轴器，才能将动力传递给螺杆。由图25可见，当螺杆断面圆之圆心从其极端位置向D方向运动至某一位置AO1时，螺杆轴心线从变到。在这个过程中，始终有，则衬套1OAO22EA212中心与螺杆轴心间的连线，必定要从向与螺杆转动角速度。相反的方向，以角速A2度偏转至，即要偏离AD直线，W22围绕点转动。由螺杆与衬套在极端点A接触时，螺杆断面中心点无切向运AO1动线速度，即01AC（21）12OAEW所以有买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑（22）2W这表明，螺杆轴线绕衬套轴线旋转的角速度，等于螺杆绕自身轴线旋转角速度W值的一半。W23结构方案设计根据以上分析选定的G601单螺杆泵结构方案简图如下图26单螺杆泵1压出管2衬套3螺杆4万向联轴器5吸入管6传动轴7轴封8托架9轴承10泵轴24性能参数分析（1）流量螺杆泵流量与泵转速、泄流量和介质粘度有关，式中为理论流量，QTT为泄流量，式中N为转速，Q为流量/转。压差P越大，泄流量也越QT大。与液体的粘度成比例，对于螺杆泵，液体的粘度越大，泵的泄流量越小。单螺杆泵的流量等于衬套与螺杆横截面积之差即泵的过流面积与液体的轴向运动速度及泵容积效率的乘积VVEDTQ240式中，为螺杆泵有效体积流量，M3/HE为偏心距，M为螺杆横截面直径，MVD为导程，为螺距的2倍，M为泵轴转速，R/MIN为泵容积效率。TTNV（2）压差螺杆泵的工作压力差由排放载荷决定，排放阻力越大，工作压差越大。PP买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑（3）扬程螺杆与衬套啮合后，在长度等于导程T的每一段啮合副上形成的啮合线承受压差，即为单级压力P或单级扬程H。常用橡胶衬套泵的P为0406MPA。潜水式螺杆泵的衬套一般选用天然橡胶NR或丁睛橡胶NBR，选定额定扬程为H50M。单螺杆泵的理论流量一理论扬程QVTHT曲线是一条直线，流量不随扬程变化而变化，即QVT为常数。但实际上随着压力的增大，通过螺杆一衬套副的漏损是增大的，所以单螺杆泵的实际流量是随着泵扬程的增大而减小的，其QVH曲线呈与离心泵、旋涡泵等的QVH曲线类似的下降型抛物线其流量一轴功率QVP曲线呈与离心泵相反，与旋涡泵相同的下降型抛物线，其中QV0时达到PMAX值，故螺杆泵一般要求出口开阀启动。螺杆泵的漏损可看成是与流量反方向的圆环流动，由流体力学伯努力方程和达西公式等，可推出一个导程内总流动损失和，其中，为液体的密度，/GPIHFGVHF2/为总阻力系数，为泄漏速度，则可推得泵扬程，其中，为综合系数。由KHK此可以推断单螺杆泵满足或近似满足扬程相似定律，比转速这个综合特征系数的概念亦适用于单螺杆泵。（4）转速与比转速单螺杆泵的转速选择范围较大，笔者统计到的产品转速范围N2003000R/MIN离心泵比转速范围30300旋涡泵730而螺杆泵的比转速下限更小，笔者统计到的SNSN单级最小比转速1641。一般单螺杆泵比转速范围1530SN（5）轴功率螺杆泵轴功率包括液力功率和摩擦功率N，当压力和流量一定时，液力功率是TH确定的。摩擦功率由运动件的摩擦产生，摩擦功率随工作压力的升高而增加，流体的粘度也增加摩擦功率的消耗。确定了介质粘度、泵的工作压力与流量，就可得出泵所需的轴功率N。（6）泵效率及泵容积效率螺杆泵的效率和泵机械效率、水力效率及容积效率相关，其中与容积效率关系最为密切。GB906488规定在额定转速下，规定压力点的体积流量与零压点的体积流量之比为泵容积效率。衬套与螺杆之间的配合间隙又是影响容积效率的最主要因素。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第3章螺杆与衬套的设计螺杆和衬套是螺杆泵的主要工作元件，是影响螺杆泵性能、效率和使用寿命的关键元件，同时也是设计难度最大的元件。主要是根据给定的流量、压力和所输送介质性质如重度、粘度和温度及气体和固体含量参考现有的螺杆泵来计算和选择螺杆和衬套的主要尺寸，如螺杆横断面的直径D、偏心距E、螺距T以及螺杆和衬套的长度L等。31螺杆和衬套结构设计311螺杆和衬套尺寸的确定（1）单螺杆基本尺寸单螺杆泵的设计是根据给定的流量和压力来计算和选取螺杆与衬套的尺寸。在确定螺杆直径时可以根据泵的流量来确定，即（31）VTENQD480式中T一螺杆的辗距，ME一偏心距，MQ一流量，H/3一容积效率，。对于螺杆一衬套副具有过盈时可以取80一85；对于螺杆一衬套副具有间隙时，取70现有单螺杆泵的T/D及T/E比值T为衬套螺距，T2TE为偏心距一般处于下列范围内31一235/20ET31一31D但前苏联BHTM全苏水力机械研究院认为时泵的吸人条件最好。初5/3DT步设计时，参考已有泵的参数，选取T/D和T/E值，然后根据公式33推导出下列公式，从而求出螺杆与衬套的基本参数螺杆直径D，衬套螺距T，偏心距E螺杆直径D买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑3113240VTQEDN式中D一螺杆直径，MQ一泵流量，时H/3N一泵转速，INR一容积效率，V衬套螺距T3123240VQEDN偏心距E3133240VTDNE根据已知的E、T及T和给定的泵的压力P，参考已有相近的泵的参数，确定螺杆和衬套的螺纹扣数L/T和L/T，从而确定螺杆和衬套的长度L。2衬套长度L将螺杆与衬套啮合后，在长度等于导程的每一段啮合副上形成的啮合线承受的压差皆视为称为单级压力，常用橡胶衬套泵的为0406MPA，则全压力为的IPIPP泵所需的啮合副总长度，即衬套长度的最小值应为MINL（314）TPLIMIN衬套实际长度L应稍大于螺杆长度又要大于衬套长度L。对高压泵，所需衬MIN套的导程总数又称为泵的级数为I（315）MINIPT根据G601螺杆泵设计参数要求买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑型号公称压力MPA必需汽蚀余量M公称流量MM3/H允许最高转速R/MING60106522960通过公式311、312、313，取80A，取T/E20，T/D5。V得出螺杆直径的D472，取D48MM衬套螺距T2393，取T240螺杆螺距TT/2120MM偏心距E57MM，取E6MM根据结构设计及参考相近类型泵参数，取衬套长度L240MM，即螺杆有效长度L360MM。312螺杆和衬套的型线设计（1）螺杆型线螺杆外表面型线见图31是正弦曲线ABCD绕中心线转动，同时沿中心线移动而形成的其任意截面都是半径为R的圆，螺杆截面中心线对中心线有一个偏心距E。1O当螺杆转动时，母曲线轴向移动的距离等于螺杆螺距T。360根据图31A，B可求出螺杆表面的参数方程。图31螺杆的型线图32（A）螺杆横截面图32（B）螺杆横截面图32（A）中，螺杆截面中心Q对螺杆轮廓中心的位移量等于1个偏心距E，买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑所形成的轨迹沿以为圆心以E为半径的圆上转动，且沿Z轴移动，在确Y定1O12O坐标系中，用下列参数方程表示11SINEXOCY当时，点正好转动112TZOTZ1O360角变化范围从0N为正整数螺杆型线点MX，Y坐标，在定坐标系和动坐标系中，以角和角做YXO21YOX1为函数构成螺杆表面参数方程如下112COSINSTZERYX为求螺杆的轴向截面曲线型线即ABCD曲线，可用平面将螺杆从中心线截开，ZYO2即可得出轴截面型线。根据图31B中，和角的变化即可算出在Y轴上A点BO12的各个值。111221122COSSINCOS2TZERERBOAY当转一周时，螺杆截面中心也转一周则Z正好为一个螺距，见图331O图33螺杆轴截面型线（2）衬套及其轴向截面型线买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑衬套是具有双头内螺旋表面的空心圆柱体，衬套内的螺旋线的节距T等于螺杆节距的2倍，即T2T，见图34图34衬套衬套横截面是半径为R的2个半圆形，圆心距为4E，衬套空心截面面积等于2个半圆面积和矩形面积之和24RES衬套横截面周边上的各点描绘成螺旋线，当转动角时则该截面轴向移动12个节距T，即2TZ为便于制造，必须给出衬套轴向截面型线方程。图35衬套横截面由于衬套是由二段直线和二段半圆组成的双头螺旋面，不可能用单值连续函数表示出来，所以下面将分别叙述之1）图34中衬套工作表面在KL圆弧段上，向量半径OA值为COS2RECAO在中，1EIN2SIN1根据公式CO22买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑则222SIN1SINCORE2S1IE则2SIN1COSSCOREEROA角变化范围是ARTG202）在LM直线段上在直线段上小角变化为SINAMAXIN2/RRCTGRCTGEOAL图36衬套轴截面型线当时，则的大小数值一定以对称中心前后重复。下半部圆弧2/OA2/段MD上的OA各点也一定和上半部半圆弧各点重复，半圆弧上OA各点构成的曲线和直线段LM上各点构成的曲线连线则成为衬套的轴向截面Z轴型线见图36。因向量半径OA和OA就是转到Y轴上各点的值，所以OA和就是Y坐标上的值。OA衬套轴向截面方程如下圆弧段从2SIN1COS2REEY0ERARCTG2买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑直线段从SINRYERARCTG2ERARCTG2取值按上边二段线段相应取2TZ32螺杆和衬套材料的选用单螺杆泵的主要工作部件是螺杆转子和与其相配合的橡胶衬套，部件的材质是根据输送介质的特性确定的。单螺杆泵的转子通常采用炭钢镀硬铬、渗氮钢、1CR18NI9TI镀硬铬及钦金属等材料。为了提高螺杆转子的耐磨性，应对螺杆表面进行镀硬铬处理，镀层一般为006008MM。衬套的内衬绝大多数采用各种牌号的橡胶制造，特殊情况下也可采用塑料、聚四氟乙烯或金属制造。衬套所用的橡胶牌号应根据输送介质的化学性能、所含杂质的多少及泵的压力和转速等因素进行选择。建筑机械由于介质中含有颗粒和杂质，一般选择弹性大、硬度低的橡胶。定子材料有天然橡胶、丁纳胶、丁晴胶、氯丁胶、丁基胶、三元乙丙胶、氟化胶、聚乙烯、聚酸醋和聚氨醋胶等。衬套为橡胶制品，也是单螺杆泵的一个易损件，它的选择好坏，直接影响衬套的寿命，一般正常情况下衬套的寿命为36个月，如果选用不当，衬套可能从钢管中脱落或橡胶掉块。所以要求我们对橡胶的基本特性及橡胶对各种不同介质的适应性有所了解，根据我们的经验列出表31、表32。表31橡胶基本特性橡胶特性丁晴橡胶NBR氯丁橡胶CR氟橡胶PPM乙丙橡胶EPDM耐最高温度120C110C200C150C耐磨性优很好优很好耐老化性很好很好优优耐臭氧不行优优优耐蒸汽很好不行优优耐燃性很好优优优表32单螺杆泵的衬套常用橡胶橡胶的适应性乙丙橡胶EPDM氟橡胶PPM氯丁橡胶CR丁晴橡胶NBR水（污水）很好很好很好很好买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑植物油一般很好一般很好矿物油不行很好一般很好氨水一般不行不行很好芳香族溶剂不行很好不行不行浓碱很好不行很好很好浓硝酸不行一般不行不行冰醋酸不行很好不行很好稀硫酸很好很好不行很好浓硫酸一般很好不行不行稀盐酸很好很好很好很好浓盐酸很好很好不行很好热水很好不行不行一般汽油不行很好一般很好甲苯不行很好不行不行二甲苯不行很好不行不行乙醇很好很好很好一般煤油不行很好很好很好柴油不行很好不行很好氯化烃不行一般不行不行含酮类物料很好不行不行不行含醇类物料很好很好很好很好含脂类物料很好不行不行不行含醚类物料很好不行不行不行泥浆很好一般一般很好磷酸很好一般很好一般碳酸钠很好不行很好很好糖醛很好一般一般一般苯100不行很好不行不行丙酮很好不行不行不行亚麻子油很好很好很好很好二硫化碳不行很好不行不行泵的过流部件如吸入管、压出管和间隔套等零件的材料一般为铸铁、球墨铸铁或奥氏体不锈钢等材料制造。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑33螺杆和衬套的加工制造331螺杆的加工螺杆泵螺杆的加工可以采用成型车刀、刨刀、盘状刀具即成型铣刀、滚刀、剃齿刀、旋风切削或者砂轮磨削加工，最经常采用的方法是盘状刀具和磨削加工国内外螺杆泵制造商大部分采用圆盘成型铣刀精加工螺旋型面，对于精度要求高的螺杆，则采用研磨和成型磨削。对于泵套三孔精加工，小直径采用组合拉刀拉削，大直径采用幢削加工。文献9中介绍了旋风切削与盘状刀具的基本原理及盘状刀具齿廓的计算。螺杆泵螺旋面加工方法，归纳起来有以下几种（1）在车床上用成型刀具加工（2）利用圆盘铣刀、指形铣刀和摆线成型滚刀铣削（3）在专门机床上采用旋风切削（4）用专用刨刀的刨削（5）利用专用磨床进行研磨和成型磨削。20世纪80年代中期德国一家螺杆泵生产厂采用一种新的螺杆加工方法，即爆炸成型法。采用管件作为螺杆毛坯，管件内装有炸药棒，管件中一段依靠炸药爆炸时产生的高内压形成所需的螺杆形状。这种方法可以使螺杆重量减轻，降低成本25，同时减少制造时间，提高了螺杆泵使用寿命和效率。英国MON公司安装一套先进的柔性制造系统FMS，能在一次装卡中实现对螺杆泵零件的五面加工，铣、钻、幢、磨和攻丝等同时进行，提高了生产率，使交货期从原来6周缩短为6天。332橡胶定子的加工定子有双头内螺纹，定子的导程为转子螺距的2倍，它是在金属壳体内衬橡胶作弹性材料制成。（1）产品设计定子是中空产品，成型时需要芯模。芯模可依据转子的尺寸定做。芯模在轴向的定位是定子与转子匹配的关键。单螺杆泵实际上是多级泵，它的每个闭腔容积相当于一级泵。在闭腔容积内的液体压力随着液体从吸入腔向压出腔方向推移而逐级提高，买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑每级压差为。转子与定子啮合时，每2个螺距构成一个闭腔容积。因此，单螺杆泵P的转子一定子副的最小啮合长度不能小于2倍螺距即定子螺旋孔的一个导程，否则吸入腔与压出腔相通而不能工作。（2）配方设计弹性内衬材料承受的负荷有转子对它的挤压和高速度的滑动摩擦，滑动速度高达2530M/S，转子绕定子轴线行星回转时产生的离心力对定子内衬的冲击以及由于摩擦和冲击的机械能变成热能，使内衬温度升高。故弹性内衬材料要求具有良好的耐磨、耐冲击、耐热和耐腐蚀等性能。因此主体材料选用NBR。当输送的液体中含有杂物时，弹性内衬材料的硬度宜低些；当输送的液体是纯液体时，弹性内衬材料的硬度宜高些。最后确定的橡胶定子配方为NBR100，硫黄15，防老剂25，粘合剂CHEMLOK60848，氧化锌5，硬脂酸1，炭黑50，软化剂7，促进剂15，其它015。胶料物理性能为邵尔A型硬度72度，拉伸强度11MPA，扯断伸长率MIN30/147C280；耐油性能为3”标准油7024H体积变化率15。（3）生产工艺单螺杆泵定子是由金属外壳内衬弹性材料构成。由于橡胶弹性材料在金属壳体的里面，采用一般的模压硫化方法很难保证定子的内在质量，必须采用注压的方法才能达到满意的效果。为保持在转子的高速运转下单螺杆泵定子的使用寿命，本研制采用3种方法提高橡胶与金属的粘合力定子金属壳体有内螺纹，增大橡胶与金属的粘合面；选择喷砂工艺有利于粘合；涂刷CHEMLOK608”胶粘剂使粘合更好。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第4章其他主要零部件的设计与选择41电机的选择泵的轴功率KWGQHP28360751092810原动机功率KWKTG式中余量系数查【现代泵技术手册关醒凡编著】表710取11原动机为电动机传动效率查【现代泵技术手册关醒凡编著】表711T取直联01T所以选择11KW的电动机可满足要求，查【机械零件手册吴宗泽主编】选择电动机的型号为Y160L6。42轴的设计（1）求输入轴上的功率、转速和转矩1P1N1T11KW；960R/MIN；1094NMP（2）初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表153，取得10AMNPD2596012330MIN低速轴的最小值显然是安装联轴器的直径。因轴上有两个键槽，故直径增大510，故MD281（3）各段轴尺寸设计由图可得为整个轴直径最小处选28MM12D12买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑为了满足链轮的轴向定位，取MD32根据链轮宽度及链轮距箱体的距离综合考虑取，L6012ML5023初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据，由指导书表151中初步选取03基本游隙组，标准12D4367精度级的单列深沟球轴承6307，其尺寸为218035BDD所以35MM3467这对轴承均采用套筒进行轴向定位。由表157查得6307型轴承的定位轴肩高度，因此取MD425去安装支持圆柱齿轮处直径，48MM。MD425656L（4）轴上的周向定位联轴器的周向定位采用平键连接，按由课本表61查得平键截面12HB78键槽用键槽铣刀加工，长为50MM，同时为保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过盈配合来保证的，67MH此处选轴的尺寸公差为R6。（5）求轴上的载荷根据轴的结构图，做出轴的计算简图，支承从轴的结构图买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑计算出的圆柱齿轮位置的中点截面处的、及的值列于下表HMV载荷水平面H垂直面V支反力FNN5318H202NFN25361V4弯矩MM94MMV7132总弯矩N47132扭矩T1093NM1T（6）按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力0买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑MPAWTMCA3124210506733232前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表151查得许用弯曲应力A61因此，故安全。1CA43轴承的选择与校核在42轴的设计过程中以选定轴承为6307，下面对该轴承进行校核计算已知960R/MIN1N；NFT589R830NFA95；6C0RK24RE037；Y16（1）求相对轴向载荷对应的E值和Y值相对轴向载荷01363589F0A比E小23859FRA（2）求两轴承的轴向力NY592681/589/1TD430F2RNDA61942（3）求轴承当量动载荷和1P248000HCNLH636610925840101故可以选用。44进出油口尺寸设计查阅资料得出现有G601单螺杆泵参数如下型号转速R/MIN流量M3/H压力MPA电机KW扬程M进口MM出口MMG601螺杆泵96030061160125100因此G601单螺杆泵的进油口尺寸为125MM出油口尺寸为100MM45油封的选择正确地设计过流部件和选用材料是保证离心泵性能和寿命的重要条件。在泵的所有零部件中，在运转中最容易发生问题的是轴封部件，轴承润滑部件，和冷却部件，旋转的泵轴和固定的泵体间的密封简称轴封。必须合理选用轴封结构才能保证离心泵安全运行。离心泵中常用的轴封结构有有骨架的橡胶密封，填料密封，机械密封和浮动环密封。该泵的轴采用机械密封，密封选用152A型机械密封，此机械密封件为外装、外流、单端面、多弹簧结构，其弹簧被一特制聚四氟乙烯套所保护，动环靠由剖分式压紧环加紧的聚四氟乙烯波纹管传动，安装方便。451密封端面间液体压力分布规律密封介质在液体的情况，端面摩擦副的最佳工作状态是半液体摩擦，液体处于全部接触面积中，并认为摩擦副间隙内液体流动的阻力沿径向不变。这样间隙内的压力按线性变化，压力分布为直角三角形。买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑实际上间隙内部液体质点由于绕轴旋转作用有惯性力，当该力方向