雙頭單螺桿泵定轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)仿真

介紹了一種采用sct新技術(shù)的螺桿泵及其優(yōu)點(diǎn),以及此泵在污水處理廠的成功應(yīng)用實(shí)例。

單螺桿泵在抽汲高黏度、高含氣量和高含砂量的原油方面具有獨(dú)特的效果,在機(jī)械采油設(shè)備方面被廣泛應(yīng)用。單螺桿泵的核心部件是定子和轉(zhuǎn)子。通過研究轉(zhuǎn)子在定子襯套中的運(yùn)動(dòng)接觸跡,確定鏜削刀具加工軌跡,從而實(shí)現(xiàn)具有內(nèi)螺旋孔的金屬定子的加工,以其作為襯套替代傳統(tǒng)的橡膠襯套。

單螺桿泵已經(jīng)在許多勘探隊(duì)推廣使用,從使用情況看,它比往復(fù)式泥漿泵有明顯的優(yōu)點(diǎn).雖然不少單位已經(jīng)制造和使用了單螺桿泵,但對(duì)它的基本構(gòu)造原理仍普遍理解不深,所以難免有不同的看法.關(guān)鍵在于對(duì)單螺桿泵的定子與轉(zhuǎn)子的形狀和配合有些誤解.例如,有的單位將定子從中心縱向切開,然后將轉(zhuǎn)子放入,發(fā)現(xiàn)二者并非處處相吻

單螺桿泵是一種內(nèi)嚙合的密閉式容積泵,適合于輸送高粘度流體及含有固定懸浮顆粒的介質(zhì)。其核心部件螺桿轉(zhuǎn)子和定子的加工精度直接影響單螺桿泵的工作性能。文章介紹了多頭單螺桿泵的工作原理,建立了螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子廓線的理論模型,并利用ug三維建模軟件,完成了多頭螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子參數(shù)化建模。該項(xiàng)研究對(duì)多頭單螺桿泵轉(zhuǎn)子、定子加工方法的選擇及制造和齒廓的滑動(dòng)與磨損理論研究有重要的理論指導(dǎo)意義。

針對(duì)目前單螺桿泵使用中存在的轉(zhuǎn)速低、振動(dòng)大和離心力大等局限性,研制了一種實(shí)用的新型雙轉(zhuǎn)動(dòng)單螺桿泵。這種泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,省掉了減速機(jī)構(gòu)和萬向裝置,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同方向高速平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。該泵有4大特點(diǎn):(1)把現(xiàn)有螺桿泵轉(zhuǎn)子的滾動(dòng)+繞偏心距擺動(dòng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成繞其中心的純轉(zhuǎn)動(dòng),故噪聲小,振動(dòng)小,離心力小;(2)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子是純轉(zhuǎn)動(dòng),無擺動(dòng)現(xiàn)象,故動(dòng)力軸和螺桿之間無需萬向裝置,內(nèi)、外轉(zhuǎn)子可制成全金屬型,耐溫達(dá)200℃以上;(3)無需減速機(jī)構(gòu),電動(dòng)機(jī)可直接與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子對(duì)接,使螺桿泵轉(zhuǎn)速由400r/min提高到3500r/min;(4)外轉(zhuǎn)子可以模塊化加工。

采用ansys軟件對(duì)短幅內(nèi)擺線外等距曲線及短幅外擺線內(nèi)等距曲線2種線型的三頭單螺桿泵在過盈及壓差作用下的變形、受力及接觸情況進(jìn)行有限元分析,得到定轉(zhuǎn)子接觸時(shí)變形及應(yīng)力分布云圖,比較2種線型三頭單螺桿泵的密封性能。結(jié)果表明:過盈量的存在是實(shí)現(xiàn)螺桿泵密封的重要條件;壓差的存在使定子橡膠發(fā)生較大的變形,應(yīng)力應(yīng)變值也相應(yīng)增加;短幅內(nèi)擺線外等距曲線三頭單螺桿泵密封性能優(yōu)于短幅外擺線內(nèi)等距曲線三頭單螺桿泵。

井下采油螺桿泵因具有較高的系統(tǒng)效率而日益受到重視。但是單頭單螺桿泵由于受到自身結(jié)構(gòu)和油井井身結(jié)構(gòu)的限制,其排量比雙頭單螺桿泵要小,從而難以滿足油井的產(chǎn)量需求。文章簡(jiǎn)述了雙頭螺桿泵的技術(shù)特點(diǎn)以及在勝利油田的應(yīng)用情況。通過在勝利油田的使用表明,地面驅(qū)動(dòng)雙頭單螺桿泵在含沙油井開發(fā)中有良好的應(yīng)用前景。

針對(duì)采油單螺桿泵轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工，求解出了轉(zhuǎn)子的法截面廓型坐標(biāo)，提出了一種從轉(zhuǎn)子法截面進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算的新型加工方法，并通過與傳統(tǒng)加工方法的理論計(jì)算對(duì)比、實(shí)際加工樣品對(duì)比，得出了這種新型的加工方法具有加工精度高、加工速度快的優(yōu)點(diǎn)。為采油單螺桿泵轉(zhuǎn)子乃至定子模芯的實(shí)際加工提供一定的理論參考。

本文重點(diǎn)闡述了單螺桿泵轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型,描述了轉(zhuǎn)子形線方程式的建立,以及利用cnc數(shù)控加工中心加工轉(zhuǎn)子的過程。本文是筆者幾年來親自操控?cái)?shù)控機(jī)床加工轉(zhuǎn)子的經(jīng)驗(yàn)之談和幾年來潛心研發(fā)的結(jié)果。使得轉(zhuǎn)子的加工更趨形象化、具體化,各種理論更能易于接受。

在對(duì)各種擺線分析比較的基礎(chǔ)上,提出采用短幅內(nèi)擺線作為原始齒形曲線用于定子骨線設(shè)計(jì),其共軛曲線用于轉(zhuǎn)子的雙頭單螺桿泵設(shè)計(jì)。推導(dǎo)出這種雙頭單螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子線型的數(shù)學(xué)方程式,并利用pro/e對(duì)其進(jìn)行虛擬建模,為雙頭單螺桿泵的加工及改進(jìn)提供參考。

用ansys對(duì)雙頭單螺桿泵襯套的受力情況作了有限元計(jì)算,為了提高計(jì)算效率,將螺桿泵襯套的有限元模型簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變模型求解。討論了雙頭單螺桿泵襯套在受到均勻壓力與非均勻壓力,以及襯套和螺桿在靜態(tài)接觸的情況下,襯套內(nèi)各點(diǎn)的變形、應(yīng)力與應(yīng)變的分布;揭示了雙頭單螺桿泵襯套的受力狀態(tài)和變形規(guī)律。為雙頭單螺桿泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能改善提供了參考依據(jù)。

運(yùn)用有限元方法對(duì)三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進(jìn)行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場(chǎng)分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補(bǔ)了螺桿泵襯套溫度場(chǎng)難以測(cè)量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

針對(duì)雙頭單螺桿泵在工作過程中,還沒有能夠直接對(duì)井下工況襯套橡膠的溫度場(chǎng)分布等進(jìn)行有效的測(cè)試,定子襯套又容易實(shí)效、襯套型線對(duì)螺桿泵工作性能影響很大的現(xiàn)狀,對(duì)雙頭單螺桿泵襯套進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬研究則是一個(gè)嘗試。鑒于雙頭單螺桿泵襯套的特殊形狀將三維模型合理簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變模型進(jìn)行模擬研究。運(yùn)用有限元方法對(duì)三種線型的雙頭單螺桿泵襯套進(jìn)行力熱耦合模擬研究。給出了在額定工況下,螺桿泵襯套溫度場(chǎng)分布云圖。揭示了螺桿泵襯套的溫度分布規(guī)律,彌補(bǔ)了螺桿泵襯套溫度場(chǎng)難以測(cè)量的問題。為雙頭單螺桿泵襯套的熱分析、型線選擇、性能優(yōu)化等提供參考依據(jù)。

螺桿泵在開采稠油、含砂原油和中深低原油方面有明顯的優(yōu)越性。隨著油井不斷向深層發(fā)展,在泵掛深度愈來愈大的情況下,管式螺桿泵的檢泵工作勢(shì)必費(fèi)時(shí)費(fèi)工,采油成本相對(duì)較高。介紹一種地面驅(qū)動(dòng)桿式螺桿泵,論述了其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。這種桿式螺桿泵可以縮短檢泵作業(yè)時(shí)間,從而降低油田的作業(yè)成本。

依據(jù)單螺桿泵機(jī)構(gòu)構(gòu)成及運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的新型定子修復(fù)裝置,并介紹了其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

第一節(jié)軸向壓力和徑向壓力的計(jì)算 單螺桿泵軸向壓力和壓力的計(jì)算是確保泵能正常運(yùn)行的很重要的一環(huán)，其值也直 接決定了泵的軸承的計(jì)算和選型。計(jì)算軸向壓力值考慮正常狀態(tài)下的運(yùn)行，不考 慮泵起動(dòng)時(shí)或運(yùn)行時(shí)發(fā)生干摩擦的情況，因?yàn)檫@些情況會(huì)出現(xiàn)軸向力非正常的增 大，造成運(yùn)行的不穩(wěn)定。目前關(guān)于軸向壓力的計(jì)算（軸向壓力直接影響徑向壓力） 尚無精確的計(jì)算公式，主要是泵運(yùn)行時(shí)摩擦力引起的軸向壓力的計(jì)算至今無法解 決，國(guó)內(nèi)外都采用經(jīng)驗(yàn)公式的方法。 一、軸向壓力的計(jì)算： 認(rèn)為單螺桿泵的軸向壓力pz由以下幾部分構(gòu)成： 1)密封腔內(nèi)介質(zhì)移動(dòng)時(shí)定子內(nèi)的分力pz1。pz1應(yīng)用彼得羅夫液體摩擦的公 式計(jì)算： 1 1 z avp （1） 式中μ——液體的動(dòng)力粘度； a1——滑動(dòng)表面面積，取a1為定子內(nèi)螺旋腔總的表面積； ν——表面相對(duì)滑動(dòng)速度，取其值為軸向流速為tn/60； δ——摩擦面之間的液膜

【g型單螺桿泵】產(chǎn)品: 【g型單螺桿泵】產(chǎn)品簡(jiǎn)介： 生產(chǎn)的g型單螺桿泵在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛使用，國(guó)外多數(shù)稱單螺桿泵為“莫諾泵”《monopumps》，德國(guó)稱為“偏心轉(zhuǎn)子泵”。由于其優(yōu)良的性能， 近年來在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍也在迅速擴(kuò)大。 它的最大特點(diǎn)是對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)、流量平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)動(dòng)小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。 我們對(duì)國(guó)外（如：德、英、法、日本等國(guó)）生產(chǎn)的單螺桿泵及國(guó)內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品，作了分析與研究，博取眾長(zhǎng)，對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行不斷的 改革創(chuàng)新。目前我單位的產(chǎn)品已自成一個(gè)體系，壓力為0.6~1.2mpa,特殊要求壓力可達(dá)3mpa，可滿足廣大用戶對(duì)單螺桿泵的不同需求。 我單位生產(chǎn)的泵，質(zhì)量可靠，實(shí)行三包，價(jià)格也相對(duì)較低，同時(shí)確保備品備件的正常供應(yīng)。 本單位熱忱為廣大用戶服務(wù)，接受用戶對(duì)特殊要求單螺桿泵的設(shè)計(jì)和制造任務(wù) 【g型單螺桿泵】型號(hào)意義： 【g型單螺桿泵】工作原理

單螺桿泵的定子通常由橡膠制作而成,內(nèi)孔呈螺旋槽狀,它與轉(zhuǎn)子之間形成若干密封腔。轉(zhuǎn)子作偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使密封腔由泵的低壓區(qū)移至高壓區(qū),完成吸入、排出液體和形成壓力的全過程。將實(shí)體模型導(dǎo)入ansys軟件中進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明:單螺桿泵轉(zhuǎn)子在正常工況下的最大位移為2.34×10-5mm,出現(xiàn)在單螺桿泵吸入端,轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)變形量大小可用來確定轉(zhuǎn)子和定子合理的間隙;最大應(yīng)力為15.8mpa,出現(xiàn)在單螺桿泵排出端。轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析可為轉(zhuǎn)子改造提供參考。

介紹了一種新型的潛油（水）泵裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟，并分析了液動(dòng)式單螺桿泵應(yīng)用中的幾個(gè)問題

在pro/engineer軟件中建立單螺桿泵螺桿和襯套的實(shí)體模型,進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢查。利用pro/engineer軟件的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊(mechanism)對(duì)單螺桿泵進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,通過mechanism所繪制的曲線,對(duì)螺桿上點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)分量進(jìn)行分析,從而總結(jié)單螺桿泵螺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

g單螺桿泵型號(hào)及參數(shù) 一、偏心單螺桿泵產(chǎn)品概述： g系列單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種，主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子) 和固定的襯套(定子)。 由于該二部件的特殊幾何形狀，分別形成單獨(dú)的密封容腔，介質(zhì)由軸向均勻推行流動(dòng)，內(nèi) 部流速低，容積保持不變，壓力穩(wěn)定，因而不會(huì)產(chǎn)生渦流和攪動(dòng)。每級(jí)泵的輸出壓力為 0.6mpa，揚(yáng)程60m(清水)，適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下(特殊要求可達(dá)150℃)。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對(duì)高粘度流體的輸送和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì) 或含有纖維介質(zhì)的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點(diǎn)。其流量與轉(zhuǎn)速成正比。 傳動(dòng)可采用聯(lián)軸器直接傳動(dòng)，或采用調(diào)速電機(jī)，三角帶，變速箱等裝置變速。 這種泵零件少，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維修簡(jiǎn)便，轉(zhuǎn)子和定子是本泵的易損件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 便于裝拆。 二、偏心單螺桿泵產(chǎn)品特點(diǎn)： 偏心單螺桿泵具有自

本文將目前國(guó)內(nèi)外對(duì)單螺桿泵定子的磨損研究情況作一綜述,對(duì)常規(guī)單螺桿泵和等壁厚單螺桿泵進(jìn)行了接觸分析。針對(duì)目前單螺桿泵"定子受壓側(cè)直徑與圓弧連接點(diǎn)處的磨損最大"的現(xiàn)象,從疲勞磨損的角度進(jìn)行了深入研究,認(rèn)為這是由于在圓弧段對(duì)角處的剪切應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它地方,在周期性載荷的作用下橡膠表面產(chǎn)生重復(fù)的壓縮、拉伸和交變剪切應(yīng)力而發(fā)生多次變形,從而使橡膠表層發(fā)生疲勞磨損。對(duì)于等壁厚單螺桿泵來講,其最大的剪切應(yīng)變?cè)谙鹉z襯套的外層,這意味著等壁厚單螺桿泵橡膠襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接強(qiáng)度將受到考驗(yàn),襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接處可能是等壁厚單螺桿泵的疲勞失效處。