雙頭雙螺桿泵螺旋套型線(xiàn)設(shè)計(jì)及其性能分析
本文關(guān)鍵詞:雙頭雙螺桿泵螺旋套型線(xiàn)設(shè)計(jì)及其性能分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:雙螺桿泵是船舶、石油化工行業(yè)的重要配套設(shè)備。隨著科技和工業(yè)的不斷發(fā)展,,尤其是造船技術(shù)水平方面的不斷提高,我國(guó)造船噸位迅速提升,對(duì)作為貨油泵的大流量船用雙螺桿泵的需求越來(lái)越多;我國(guó)近年大批建設(shè)戰(zhàn)略油庫(kù),也需要大排量的倒灌泵、裝(卸)船泵等。而企業(yè)引進(jìn)的產(chǎn)品,在最大額定轉(zhuǎn)速時(shí)的最大流量在1500m3/h以下,性能不穩(wěn)定,低轉(zhuǎn)速時(shí)流量較小,不能滿(mǎn)足目前需求。船陸用大排量雙螺桿泵的研制,不僅可以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要,而且使公司的雙螺桿泵產(chǎn)品在性能參數(shù)方面更齊全,更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)提高我國(guó)大排量雙螺桿泵的設(shè)計(jì)制造水平具有重要的意義。 相互嚙合的螺桿轉(zhuǎn)子(或螺旋套)是雙螺桿泵最核心的部件,而其關(guān)鍵又是端面型線(xiàn)的線(xiàn)型結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是影響整個(gè)泵的性能(如嚙合、流量以及容積效率等)的最重要的因素。所以,本文對(duì)大排量的雙頭雙螺桿泵的端面型線(xiàn)進(jìn)行研究。 本文先介紹螺桿泵的分類(lèi)和雙螺桿泵的工作原理等相關(guān)知識(shí),然后結(jié)合型線(xiàn)的發(fā)展過(guò)程及其設(shè)計(jì)的基本要求,確定了型線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則,在此基礎(chǔ)上通過(guò)解析法設(shè)計(jì)出了一種由圓弧、點(diǎn)、普通外擺線(xiàn)和長(zhǎng)幅外擺線(xiàn)構(gòu)成的雙頭螺桿泵螺旋套的端面型線(xiàn),隨后對(duì)其進(jìn)行共軛方程求解、嚙合特性等一些幾何特性研究。 為了研究分析新設(shè)計(jì)型線(xiàn)應(yīng)用的可行性,首先從理論上,計(jì)算其理論流量是否增加,然后再應(yīng)用Pro/E軟件建立螺旋套的三維模型,并對(duì)其進(jìn)行干涉檢查,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和螺桿轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性的分析。最后應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)轉(zhuǎn)子螺旋套進(jìn)行模態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析及力熱分析,驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的合理性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新設(shè)計(jì)的型線(xiàn)結(jié)構(gòu)是具有可行性的。
【關(guān)鍵詞】:雙螺桿泵 型線(xiàn) 建模 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 有限元分析
【學(xué)位授予單位】:天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類(lèi)號(hào)】:TH327
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 螺桿泵的分類(lèi)及應(yīng)用10-12
- 1.1.1 螺桿泵的分類(lèi)10-11
- 1.1.2 螺桿泵的應(yīng)用11-12
- 1.2 雙螺桿泵簡(jiǎn)介12-14
- 1.2.1 雙螺桿泵的分類(lèi)及其基本結(jié)構(gòu)12-13
- 1.2.2 雙螺桿泵的工作原理13-14
- 1.3 雙螺桿泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
- 1.4 論文的研究目的及意義15-16
- 1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)容及其創(chuàng)新點(diǎn)16-17
- 1.6 本章小結(jié)17-18
- 第二章 雙螺桿泵轉(zhuǎn)子端面型線(xiàn)的研究18-32
- 2.1 型線(xiàn)的種類(lèi)及發(fā)展18-19
- 2.1.1 型線(xiàn)的種類(lèi)發(fā)展介紹18
- 2.1.2 擺線(xiàn)概述18-19
- 2.2 型線(xiàn)設(shè)計(jì)原則及其基本要求19-20
- 2.2.1 端面型線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則19-20
- 2.2.2 型線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求20
- 2.3 雙頭螺旋轉(zhuǎn)子螺旋套端面型線(xiàn)的設(shè)計(jì)20-30
- 2.3.1 轉(zhuǎn)子螺旋套端面型線(xiàn)方程20-24
- 2.3.2 共軛型線(xiàn)方程的求解24-30
- 2.4 轉(zhuǎn)子螺旋曲面的嚙合特性30-31
- 2.4.1 轉(zhuǎn)子螺旋套螺旋曲面方程30
- 2.4.2 轉(zhuǎn)子螺旋套空間嚙合接觸線(xiàn)方程30-31
- 2.5 本章小結(jié)31-32
- 第三章 轉(zhuǎn)子螺旋套端面型線(xiàn)的幾何特性研究32-40
- 3.1 轉(zhuǎn)子工作部分的幾個(gè)重要因素32-33
- 3.1.1 轉(zhuǎn)子工作部分的長(zhǎng)度32
- 3.1.2 螺旋角32
- 3.1.3 轉(zhuǎn)子圓周速度的選擇32-33
- 3.2 轉(zhuǎn)子螺旋套端面型線(xiàn)幾何特性的計(jì)算33-38
- 3.2.1 轉(zhuǎn)子螺旋套接觸線(xiàn)長(zhǎng)度的計(jì)算33
- 3.2.2 轉(zhuǎn)子螺旋套泄露三角形面積的計(jì)算33-35
- 3.2.3 轉(zhuǎn)子螺旋套齒間容積的計(jì)算35
- 3.2.4 雙螺桿泵理論流量的計(jì)算35-38
- 3.3 密封腔的形成、移動(dòng)和消失規(guī)律38-39
- 3.4 本章小結(jié)39-40
- 第四章 雙螺桿泵運(yùn)動(dòng)仿真及動(dòng)平衡性分析40-48
- 4.1 轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)仿真40-42
- 4.1.1 轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的模擬40-41
- 4.1.2 轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的干涉檢查41-42
- 4.2 轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析42-45
- 4.2.1 轉(zhuǎn)子螺旋套端面型線(xiàn)各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡42-43
- 4.2.2 轉(zhuǎn)子螺旋套型線(xiàn)上各點(diǎn)的速度和加速度分析43-45
- 4.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性分析45-47
- 4.3.1 軸向壓力的計(jì)算46
- 4.3.2 徑向壓力的計(jì)算46
- 4.3.3 轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡性分析46-47
- 4.4 本章小結(jié)47-48
- 第五章 雙螺桿泵轉(zhuǎn)子螺旋套的有限元分析48-55
- 5.1 有限元分析方法和 ABAQUS 簡(jiǎn)介48-49
- 5.2 轉(zhuǎn)子螺旋套的模態(tài)分析49-52
- 5.2.1 轉(zhuǎn)子螺旋套有限元模型的建立49-50
- 5.2.2 轉(zhuǎn)子螺旋套模態(tài)分析結(jié)果50-52
- 5.3 轉(zhuǎn)子螺旋套的力熱變形分析52-54
- 5.3.1 轉(zhuǎn)子螺旋套三維模型溫度場(chǎng)分析的有限元模型52
- 5.3.2 轉(zhuǎn)子螺旋套穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)有限元分析及結(jié)果52-53
- 5.3.3 轉(zhuǎn)子螺旋套的力熱分析及結(jié)果53-54
- 5.4 本章小結(jié)54-55
- 第六章 總結(jié)與展望55-57
- 6.1 總結(jié)55
- 6.2 展望55-57
- 參考文獻(xiàn)57-60
- 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明60-61
- 致謝61-62
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):324649
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