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.     

单螺杆泵定子磨损分析

从定子受力的角度分析了定子磨损分布规律,认为定子截面出现较大对角磨损是由于输送物体的压力差产生的横向力和倾倒力矩以及万向联轴器离心力的联合作用;而输送物体的压力差分布不均匀以及万向联轴器的离心力作用产生的附加弯矩作用使得磨损轴向分布呈喇叭状。研究结果表明要解决定子磨损问题应该从提高定子材料在湿磨粒磨损条件下的耐磨性的角度考虑。     

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。     

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。     

单螺杆泵转子和定子的革新——SCT输送技术

介绍了一种采用SCT新技术的螺杆泵及其优点,以及此泵在污水处理厂的成功应用实例。     

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。     

采油单螺杆泵液压驱动系统的设计

论述了地面机械驱动螺杆泵在应用过程中存在的几个问题，提出了液压驱动方案，简述了其优越性和适用场所。     

单螺杆泵定子型腔模芯靠模曲线的设计

本文主要阐述螺杆泵定子型腔模芯靠模曲线的计算机辅助设计，讨论定子腔模芯靠模曲线型值点的计算方法；解决橡胶的收缩率引起的误差；消除在仿形切削时产生的误差，并采用圆弧样条曲线拟合计算的型值点，保证一阶导数连续，加工的型腔曲面光顺。     

单螺杆泵的组成分析及其加工工艺

对单螺杆泵转子和定子的构成以点、线、面为基础进行了多角度、多侧面的分析，提出了相应的点、线、面的多种加工工艺；此外，还对空心螺旋体的加工方法进行了分析。     

单螺杆泵密封性能的有限元分析

通过理论分析,得出了单螺杆泵压力的产生和传递规律.采用有限元方法,建立了单螺杆泵的二维模型,分析了螺杆泵定子橡胶与转子间腔体压差、腔体压力以及过盈量对接触压力的影响,得出了压差与接触压力、腔体内压力与接触压力和最大密封压力及过盈量与最大压力的关系.结果表明:压差的增大使接触压力增大;腔体内压力的增大使接触压力减小,最大密封压力降低;过盈量的增加使螺杆泵的最大压力增大.     

单螺杆泵的接触疲劳磨损分析

本文将目前国内外对单螺杆泵定子的磨损研究情况作一综述,对常规单螺杆泵和等壁厚单螺杆泵进行了接触分析。针对目前单螺杆泵定子受压侧直径与圆弧连接点处的磨损最大的现象,从疲劳磨损的角度进行了深入研究,认为这是由于在圆弧段对角处的剪切应变远远大于其它地方,在周期性载荷的作用下橡胶表面产生重复的压缩、拉伸和交变剪切应力而发生多次变形,从而使橡胶表层发生疲劳磨损。对于等壁厚单螺杆泵来讲,其最大的剪切应变在橡胶衬套的外层,这意味着等壁厚单螺杆泵橡胶衬套外层与钢套之间的联接强度将受到考验,衬套外层与钢套之间的联接处可能是等壁厚单螺杆泵的疲劳失效处。     

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。     

单螺杆泵衬套的收缩变形分析

针对单螺杆泵衬套曲面形状的变形问题,对影响橡胶收缩率的因素、温度变化与衬套形状之间的关系和衬套模芯曲线形状修正方法等问题进行了研究。采用温度场与结构应变场的耦合分析的方法,利用有限元分析软件ANSYS模拟了衬套出模冷却时的温度场,分析了螺杆泵衬套形状随温度的变化特点。研究结果表明,硫化温度与工作温度差异越大,衬套的变形越明显,并呈现出头部变形小、腰部变形较大的特点,通过适当缩小螺杆泵模芯腰部尺寸可以减小温度变化对其最终形状的影响,提高衬套的形状精度。     

SCT型单螺杆泵采用Mooney-Rivlin模型的有限元分析

德国Seepex公司研发的SCT(Smart Conveying Technology)型单螺杆泵是一种采用定子可分割技术的灵巧型输送设备,对其结构组成和工作原理进行系统地总结后发现,采用定子分割技术的SCT型单螺杆泵具有输送效率高、极小空间内可快速安装拆卸定子等优点。但该设备常在低压环境下输送污泥,未见其在油气混输中的应用,且可分割的定子属于超弹性非线性材料,因而对定子采用Mooney-Rivlin模型并通过有限元分析其在高压下的密封效果。结果表明,在一定的内压下,定子与转子接触压力随着腔室间压差值的增加几乎呈线性增加,且接触压力曲线的斜率小于压差曲线的斜率,具有较高的密封压差,因此,可在传统SCT型单螺杆泵基础上进行结构改进使其更适用于油气混输。     

单螺杆泵流程分析及现场应用

介绍单螺杆式油气混输泵工作原理、选型依据及混输泵流程设计应注意的问题。     

单螺杆泵的振动分析及防止措施

对单曼杆泵在使用中产生的振动原因从其工作原理出发进行了理论分析，提出了单螺杆泵产生振动原因的独特性及其对使用所产生的影响，并按照GB10889－89《泵的振动测量与评价方法》的要求，提出了单螺杆泵振动达到标准要求的范围，应采取的几种方法与措施。     

单螺杆泵密封压力与举升性能有限元分析

介绍了单螺杆泵腔室内压力产生的原理,提出了单螺杆泵正常工作过程中的密封原则,即相邻腔室压力大于定转子之间的接触压力时,定转子被油液压力撑开,为泄漏状态。同时利用有限元分析软件模拟了螺杆泵正常工作的几个基本过程:油液的吸入,油液的推移,油液的排出。伴随着液面高度的增加,从排出端开始相邻腔室的内部压力差在不断地变大,找出各基本过程中腔室内压力与接触压力的变化关系,得到了举升700m时无杆抽油螺杆泵采油系统各泵腔内的压力分布。     

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。     

基于Grip语言的采油单螺杆泵参数化建模

建立模型的目的是研究螺杆泵力学等性能的基础,而采油单螺杆泵定-转子线型在一定的范围内会产生打扣现象,这时的轮廓线就成为彼此相连接的多条封闭曲线,现有的建模软件不支持此类线型的扫略和拉伸操作,因此模型难以建立,现在大多数参数化建模的程序也都是避开了打扣这一问题。本研究以VS2008和Grip嵌套的形式,通过内部程序的编制解决了这一缺陷,为单螺杆泵线型及力学等性能的研究提供了一定的参考。     

单螺杆泵定子内螺旋曲面包络镗削技术研究

结合单螺杆泵定子衬套的特殊结构,提出了定子内螺旋曲面加工的新方法即无瞬心包络镗削方法,该方法以螺杆-衬套副的运动原理为依据,以螺杆无瞬心包络铣削加工方法为理论实践基础,利用数控机床实现定子内螺旋曲面廓形的镗削加工。还分析了螺杆在衬套中的运动规律,阐述了无瞬心包络镗削加工技术的基本原理,并论证了该技术实现的可行性。