三螺桿泵是一種技術(shù)含量高的容積式泵。三螺桿泵因其具有結(jié)構(gòu)合理、節(jié)能環(huán)保、液力脈動小、輸送介質(zhì)粘度適應(yīng)范圍廣、輸送流量大、平穩(wěn)可靠、壽命長等顯著的優(yōu)點,而廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、電力、船舶等領(lǐng)域,越來越受到關(guān)注。三螺桿泵屬于高精度機械產(chǎn)品,它對設(shè)計和制造的精度很敏感,這給三螺桿泵的設(shè)計和加工帶來了困難,我國目前對三螺桿泵的研究還只是停留在測繪加工的初級水平,所設(shè)計和生產(chǎn)出來的產(chǎn)品存在運動不平衡、功率損耗大、磨損快、壽命低等問題,阻礙了三螺桿泵的發(fā)展和推廣應(yīng)用。因此對三螺桿泵的設(shè)計、受力以及轉(zhuǎn)子型線優(yōu)化進行研究,對豐富螺桿泵設(shè)計理論和技術(shù),促進螺桿泵的廣泛應(yīng)用,具有重要的經(jīng)濟意義和科學(xué)意義。 在分析三螺桿泵的傳動原理和結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上,研究了三螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計要求及其設(shè)計方法,推導(dǎo)出了螺桿轉(zhuǎn)子型線的數(shù)學(xué)方程,在三維設(shè)計軟件中建立了三螺桿泵的三維實體模型,進行虛擬裝配及干涉檢查,形成數(shù)字樣機,分析了三螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子的力學(xué)特性,應(yīng)用有限元法對主、從螺桿的應(yīng)力分布進行了數(shù)值仿真,分析了螺桿轉(zhuǎn)子齒頂修正的方法,應(yīng)用漸開線對主、從螺桿的齒頂進行了優(yōu)化,解決目前螺桿轉(zhuǎn)子齒頂修正所存在的問題。本文的主要研究內(nèi)容如下: ①分析了三螺桿泵的傳動原理及其結(jié)構(gòu)特征,研究了三螺桿泵應(yīng)該滿足的四類密封條件 ②研究了三螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計要求,分析了螺桿轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計方法,推導(dǎo)出了主、從螺桿的端面齒形曲線,建立了三螺桿泵各零部件的三維實體模型,進行了虛擬裝配和干涉檢查,形成了虛擬樣機。 ③對三螺桿泵的螺桿轉(zhuǎn)子進行了受力分析,建立了主、從螺桿的三維有限元分析模型,應(yīng)用有限元法對主、從螺桿的應(yīng)力分布進行了數(shù)值模擬。 ④分析了三螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子齒頂修正的方法以及所存在的問題,應(yīng)用漸開線對主、從螺桿齒頂進行優(yōu)化,推導(dǎo)出優(yōu)化曲線的數(shù)學(xué)方程,改善了螺桿的加工工藝以及受力狀況。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH327
【部分圖文】：

要使液體在輸送中形成密封腔，而且進液腔和排出腔也要隔離開來，以保證壓差的存在。螺桿泵按螺桿根數(shù)的不同分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵等。各種螺桿泵的結(jié)構(gòu)形式如圖1.1所示。(1少’砂螺科泉(2)雙螺參t泵(3)一三螺婦一粼圖1.1螺桿泵的類型 Fig.1.IThe加 eofserewPump目前，由于對液壓系統(tǒng)的環(huán)保性、節(jié)能性以及可持續(xù)發(fā)展的要求不斷增加，因此開發(fā)和設(shè)計研究節(jié)能、高效、環(huán)保的液壓泵成為世界工業(yè)發(fā)達國家競相研究的一大熱點。螺桿泵因具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，流量壓力無脈動，噪音低，容許較高轉(zhuǎn)速，自吸能力強，使用壽命長等優(yōu)點，近幾年來，在工業(yè)和國防的許多部門得到廣泛的應(yīng)用[2一5]。三螺桿泵由于其優(yōu)越的性能，約占螺桿泵總產(chǎn)量的50%以上，三螺桿泵主要有以下幾個方面的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)合理，節(jié)能環(huán)保:螺桿轉(zhuǎn)子不會出現(xiàn)單邊磨損，泄漏點少，泄漏量低，有效降低油污對環(huán)境的影響，泵效率達80%以上

圖1.2三螺桿泵原理圖Fig.1.2ThesehematiediagramofthethreeserewPumP圖1.3三螺桿泵轉(zhuǎn)子Fig.1.3TherotorofthethreeserePllmP1.2.2三螺桿泵的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

輸送流體時作純軸向運動，可完全做到無脈動的運送介質(zhì)，輸出壓力比較平穩(wěn)，不會產(chǎn)生攪拌現(xiàn)象而影響工作介質(zhì)潤滑性能，因而三螺桿泵逐步取代了齒輪泵廣泛應(yīng)用在各種作為壓力源用的液力系統(tǒng)中，甚至是高壓液力系統(tǒng)中;輸送介質(zhì)粘度適應(yīng)范圍廣:相比齒輪泵、往復(fù)泵，三螺桿泵能輸送粘度從低到高的液體，輸送流量、揚程不會隨著的液體粘度的增加而降低，當液體粘度較大時，也不會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，具有更良好的工況適應(yīng)性;輸送流量大:三螺桿泵中主、從螺桿受到的液壓力近于平衡，螺桿容易實現(xiàn)動平衡，轉(zhuǎn)速僅受吸入條件限制，可以達到很高，因此與其他同樣體積的泵相比，可以輸送更高的流量;平穩(wěn)可靠、壽命長:三螺桿泵軸向力平衡，嚙合處摩擦損失小，且相比柱塞泵和凸輪轉(zhuǎn)子泵，無閉死容積，不會產(chǎn)生困油，因而其具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小的特點，工作壽命長。因此三螺桿泵作為輸送泵、燃油泵、滑油泵和封液泵，在密封性能、廣泛適應(yīng)性、降低成本、減少能耗、方便管理等方面有突出優(yōu)勢，具有很多其他類型液壓泵所欠缺的優(yōu)越性，近幾年顯現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，在石油、化工、冶金、電力、船舶、環(huán)保等支柱產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要作用。
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