双螺杆泵内部流动的计算及转子强度分析

摘要

双螺杆泵属于容积式转子泵的一类，随着设备制造工艺的成熟和螺杆泵应用范围的扩大，双螺杆泵从小型油泵向重载荷、大型化、输送介质多样化的方向发展。复杂的工况对双螺杆泵的设计提出了挑战，因此需要进一步完善双螺杆泵的选型设计和性能优化工作。 课题以市场已有的B型双螺杆泵产品为研究对象，经理论研究和分析两个螺杆的啮合过程，提出径向力计算的一系列假设；引入“不平衡面积”法作为求解转子所受径向力的数学模型，为设计人员提供根据基本参数计算径向力的公式；分析运行过程中的边界条件，用水力计算结果验证螺杆转子与衬套间隙内压力分布，从而证明压力分布假设的合理性，将流体载荷的推导与实际情况相结合；采用非对称交变应力进行疲劳强度计算，并将螺纹预紧力和轴向力加入到轴的强度校核中，与传统的强度计算方法相比较，证明双螺杆泵选型设计需要充分考虑径向力和轴向力的影响，提高了设备的安全性。 本文以理论推导和数值模拟相结合的方式，研究进出口压差、导程数、内外径比等参数对双螺杆泵径向力的影响，通过瞬态计算获取间隙内部流域中压力的分布信息。研究方法及结论对双螺杆泵径向力随时间变化规律、泵的振动噪声、主轴强度计算等问题的研究提供了理论依据和方法，对其它形式螺杆泵问题的研究也具有一定的参考价值。

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双螺杆泵内部流动计算及转子强度分析0522