单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析

采用有限元法对常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵的定子橡胶和螺杆进行接触非线性计算,得到了螺杆与定子在不同位置接触时变形及剪应变云图;分析了定子接触磨损的特点及规律,并进行了比较。结果表明：常规单螺杆泵定子与螺杆在圆弧顶接触时,剪应变和变形最大,定子两圆弧对角磨损最严重,同时定子的磨损随过盈量增大而明显增大;而等壁厚螺杆泵则在中间位置接触时,剪应变和变形最大,且最大剪应变位于定子的外表面。由于目前还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和接触状态进行测试的有效手段,本文为定子的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。     

双头单螺杆泵定子衬套力学行为分析

为研究双头单螺杆泵定子衬套的受力状态及内轮廓线的变形规律,分析了内压、压差、材料非线性、橡胶泊松比等多种因素对定子衬套应力、应变及内轮廓线变形规律的影响,并拟合出双头单螺杆泵定子衬套在均匀内压作用下内轮廓线位移的方程式及非均匀内压下内轮廓线最大位移公式。分析结果表明:均匀压力下,衬套应力、应变呈周期性变化,内轮廓线位移呈正弦规律变化,位移与内压成线性关系;压差作用下,衬套应力、应变最大值向压差作用处转移,内轮廓线变形规律发生改变,位移及其变形幅度均增大;衬套橡胶泊松比微小的变化即会对衬套变形产生非常大的影响。因此,实际生产中应注意注胶工艺及泊松比的变化。研究结果为定子、转子过盈量的选取及线型的优化设计提供了理论基础,对提高双头单螺杆泵工作效率和使用寿命具有重要工程实际意义。     

单螺杆泵定子橡胶温度场分析

应用传热学原理,采用有限元方法建立了常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵定子橡胶温度场的计算模型,分析了定子温度分布特点;比较了2种泵定子温升对橡胶工作性能的影响;研究了不同工作压差和转速条件下,定子温升的规律,并给出了相应的表达式.结果表明:常规泵定子温度场呈对称椭圆形分布,温度梯度大,最高温度位于橡胶厚度最厚的中心部位;等壁厚泵定子温度分布较均匀,温升很小.相同工况下,常规泵定子橡胶温升为等壁厚泵的7倍,橡胶容易损坏.对于相同的橡胶材料,定子温升随工作压差的增加而非线性增加,随转子转速的增加而线性增加;常规泵定子温升受二者变化的影响远大于等壁厚定子泵.     

双头单螺杆泵衬套力热耦合模拟研究

针对双头单螺杆泵在工作过程中,还没有能够直接对井下工况衬套橡胶的温度场分布等进行有效的测试,定子衬套又容易实效、衬套型线对螺杆泵工作性能影响很大的现状,对双头单螺杆泵衬套进行计算机仿真模拟研究则是一个尝试.鉴于双头单螺杆泵衬套的特殊形状将三维模型合理简化为平面应变模型进行模拟研究.运用有限元方法对三种线型的双头单螺杆泵衬套进行力热耦合模拟研究.给出了在额定工况下,螺杆泵衬套温度场分布云图.揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,弥补了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题.为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化等提供参考依据.     

双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套力学性能仿真

为研究双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套的力学性能,建立了常规衬套和等壁厚衬套的计算模型。采用有限元法分析了均匀内压和初始接触状态下两种衬套的受力情况,由此将两种衬套的力学性能进行对比。计算结果表明:在均匀内压下,双头单螺杆泵常规型衬套最大位移出现在内壁凸起处,而等壁厚衬套的最大位移出现在圆弧凹陷处;相同压力下,等壁厚衬套的位移和应力均小于常规衬套;等壁厚衬套对压力的敏感程度低于常规衬套,具有更好的抗压抗变形能力;初始接触状态下,等壁厚衬套的接触压力更大,密封性能更好,但是等壁厚衬套的应力场扩散至了衬套外壁,这就要求衬套与缸套间必须具有更大的粘结强度。     

单螺杆泵转子在定子衬套中运动接触迹的研究

单螺杆泵在抽汲高黏度、高含气量和高含砂量的原油方面具有独特的效果，在机械采油设备方面被广泛应用。单螺杆泵的核心部件是定子和转子。通过研究转子在定子衬套中的运动接触迹，确定镗削刀具加工轨迹，从而实现具有内螺旋孔的金属定子的加工，以其作为衬套替代传统的橡胶衬套。     

双头单螺杆潜油泵橡胶衬套力-热耦合模拟研究

针对用于井下采油的潜没式双头单螺杆泵在工作过程中，还没有能够直接对处于采油井下工况的衬套橡胶的温度场分布等进行有效的测试，定子衬套又容易失效、衬套型线对螺杆泵工作性能影响很大的现状，对双头单螺杆潜油泵衬套进行计算机仿真模拟研究进行一次尝试。鉴于双头单螺杆泵衬套的特殊形状，将三维模型合理简化为平面应变模型进行模拟研究。运用有限元方法对3种型线的双头单螺杆泵衬套进行了力热耦合模拟研究。获得了在额定工况下，螺杆泵衬套的温度场分布云图。揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律，解决了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题。为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化提供参考依据。     

高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明:在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。     

单螺杆泵截面型线参数对定子磨损的影响

分析了单螺杆泵定子的磨损方式,依据丁腈橡胶的磨损规律,分析了单螺杆泵接触点相对滑动速度与接触角在钢转子与丁腈橡胶定子在啮合过程中的变化规律。结果表明,提高流动接触点相对滑动速度和降低固定接触点综合曲率能有效降低定子磨损。     

输送水煤浆的单螺杆泵定子磨损机理分析

水煤浆技术作为洁净煤工程的一个重要组成部分和煤炭加工的一种新途径,越来越受到各个方面的重视。但是输送水煤浆的单螺杆泵定子耐磨性差是影响水煤浆技术应用的一个重要方面。本文通过建立物理模型和运用扫描电镜(SEM)对定子磨损表面进行观察,对单螺杆泵定子磨损机理进行了分析,认为输送水煤浆的单螺杆泵的定子的磨损形式是水煤浆的磨粒侵蚀和转子的湿磨粒磨损的交替作用,而磨损机理则与定子断面各部分受力及介质有关。