双头双螺杆泵螺旋套型线设计及其性能分析

发布时间：2017-04-24 17:40

  本文关键词：双头双螺杆泵螺旋套型线设计及其性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双螺杆泵是船舶、石油化工行业的重要配套设备。随着科技和工业的不断发展，，尤其是造船技术水平方面的不断提高，我国造船吨位迅速提升，对作为货油泵的大流量船用双螺杆泵的需求越来越多；我国近年大批建设战略油库，也需要大排量的倒灌泵、装（卸）船泵等。而企业引进的产品，在最大额定转速时的最大流量在1500m3/h以下，性能不稳定，低转速时流量较小，不能满足目前需求。船陆用大排量双螺杆泵的研制，不仅可以满足市场的需要，而且使公司的双螺杆泵产品在性能参数方面更齐全，更具有市场竞争力。对提高我国大排量双螺杆泵的设计制造水平具有重要的意义。 相互啮合的螺杆转子（或螺旋套）是双螺杆泵最核心的部件，而其关键又是端面型线的线型结构，该结构是影响整个泵的性能（如啮合、流量以及容积效率等）的最重要的因素。所以，本文对大排量的双头双螺杆泵的端面型线进行研究。 本文先介绍螺杆泵的分类和双螺杆泵的工作原理等相关知识，然后结合型线的发展过程及其设计的基本要求，确定了型线的设计原则，在此基础上通过解析法设计出了一种由圆弧、点、普通外摆线和长幅外摆线构成的双头螺杆泵螺旋套的端面型线，随后对其进行共轭方程求解、啮合特性等一些几何特性研究。 为了研究分析新设计型线应用的可行性，首先从理论上，计算其理论流量是否增加，然后再应用Pro/E软件建立螺旋套的三维模型，并对其进行干涉检查，进行运动学分析和螺杆转子动平衡性的分析。最后应用ABAQUS软件对转子螺旋套进行模态分析、稳态温度场分析及力热分析，验证其结构的合理性。实验结果表明新设计的型线结构是具有可行性的。
【关键词】：双螺杆泵 型线 建模 运动学分析 有限元分析
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH327
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 螺杆泵的分类及应用10-12
• 1.1.1 螺杆泵的分类10-11
• 1.1.2 螺杆泵的应用11-12
• 1.2 双螺杆泵简介12-14
• 1.2.1 双螺杆泵的分类及其基本结构12-13
• 1.2.2 双螺杆泵的工作原理13-14
• 1.3 双螺杆泵的国内外研究现状14-15
• 1.4 论文的研究目的及意义15-16
• 1.5 本文主要的研究内容及其创新点16-17
• 1.6 本章小结17-18
• 第二章 双螺杆泵转子端面型线的研究18-32
• 2.1 型线的种类及发展18-19
• 2.1.1 型线的种类发展介绍18
• 2.1.2 摆线概述18-19
• 2.2 型线设计原则及其基本要求19-20
• 2.2.1 端面型线的设计原则19-20
• 2.2.2 型线设计的基本要求20
• 2.3 双头螺旋转子螺旋套端面型线的设计20-30
• 2.3.1 转子螺旋套端面型线方程20-24
• 2.3.2 共轭型线方程的求解24-30
• 2.4 转子螺旋曲面的啮合特性30-31
• 2.4.1 转子螺旋套螺旋曲面方程30
• 2.4.2 转子螺旋套空间啮合接触线方程30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 转子螺旋套端面型线的几何特性研究32-40
• 3.1 转子工作部分的几个重要因素32-33
• 3.1.1 转子工作部分的长度32
• 3.1.2 螺旋角32
• 3.1.3 转子圆周速度的选择32-33
• 3.2 转子螺旋套端面型线几何特性的计算33-38
• 3.2.1 转子螺旋套接触线长度的计算33
• 3.2.2 转子螺旋套泄露三角形面积的计算33-35
• 3.2.3 转子螺旋套齿间容积的计算35
• 3.2.4 双螺杆泵理论流量的计算35-38
• 3.3 密封腔的形成、移动和消失规律38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 双螺杆泵运动仿真及动平衡性分析40-48
• 4.1 转子的运动仿真40-42
• 4.1.1 转子运动的模拟40-41
• 4.1.2 转子运动的干涉检查41-42
• 4.2 转子的运动学分析42-45
• 4.2.1 转子螺旋套端面型线各点的运动轨迹42-43
• 4.2.2 转子螺旋套型线上各点的速度和加速度分析43-45
• 4.3 转子动平衡性分析45-47
• 4.3.1 轴向压力的计算46
• 4.3.2 径向压力的计算46
• 4.3.3 转子的动平衡性分析46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 双螺杆泵转子螺旋套的有限元分析48-55
• 5.1 有限元分析方法和 ABAQUS 简介48-49
• 5.2 转子螺旋套的模态分析49-52
• 5.2.1 转子螺旋套有限元模型的建立49-50
• 5.2.2 转子螺旋套模态分析结果50-52
• 5.3 转子螺旋套的力热变形分析52-54
• 5.3.1 转子螺旋套三维模型温度场分析的有限元模型52
• 5.3.2 转子螺旋套稳态温度场有限元分析及结果52-53
• 5.3.3 转子螺旋套的力热分析及结果53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-60
• 发表论文和科研情况说明60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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