三螺桿泵是一種技術含量高的容積式泵。三螺桿泵因其具有結構合理、節(jié)能環(huán)保、液力脈動小、輸送介質粘度適應范圍廣、輸送流量大、平穩(wěn)可靠、壽命長等顯著的優(yōu)點,而廣泛應用在石油、化工、冶金、電力、船舶等領域,越來越受到關注。三螺桿泵屬于高精度機械產品,它對設計和制造的精度很敏感,這給三螺桿泵的設計和加工帶來了困難,我國目前對三螺桿泵的研究還只是停留在測繪加工的初級水平,所設計和生產出來的產品存在運動不平衡、功率損耗大、磨損快、壽命低等問題,阻礙了三螺桿泵的發(fā)展和推廣應用。因此對三螺桿泵的設計、受力以及轉子型線優(yōu)化進行研究,對豐富螺桿泵設計理論和技術,促進螺桿泵的廣泛應用,具有重要的經濟意義和科學意義。 在分析三螺桿泵的傳動原理和結構形式的基礎上,研究了三螺桿泵螺桿轉子型線的設計要求及其設計方法,推導出了螺桿轉子型線的數(shù)學方程,在三維設計軟件中建立了三螺桿泵的三維實體模型,進行虛擬裝配及干涉檢查,形成數(shù)字樣機,分析了三螺桿泵螺桿轉子的力學特性,應用有限元法對主、從螺桿的應力分布進行了數(shù)值仿真,分析了螺桿轉子齒頂修正的方法,應用漸開線對主、從螺桿的齒頂進行了優(yōu)化,解決目前螺桿轉子齒頂修正所存在的問題。本文的主要研究內容如下: ①分析了三螺桿泵的傳動原理及其結構特征,研究了三螺桿泵應該滿足的四類密封條件 ②研究了三螺桿泵螺桿轉子型線的設計要求,分析了螺桿轉子型線的設計方法,推導出了主、從螺桿的端面齒形曲線,建立了三螺桿泵各零部件的三維實體模型,進行了虛擬裝配和干涉檢查,形成了虛擬樣機。 ③對三螺桿泵的螺桿轉子進行了受力分析,建立了主、從螺桿的三維有限元分析模型,應用有限元法對主、從螺桿的應力分布進行了數(shù)值模擬。 ④分析了三螺桿泵螺桿轉子齒頂修正的方法以及所存在的問題,應用漸開線對主、從螺桿齒頂進行優(yōu)化,推導出優(yōu)化曲線的數(shù)學方程,改善了螺桿的加工工藝以及受力狀況。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：TH327
【部分圖文】：

要使液體在輸送中形成密封腔，而且進液腔和排出腔也要隔離開來，以保證壓差的存在。螺桿泵按螺桿根數(shù)的不同分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵等。各種螺桿泵的結構形式如圖1.1所示。(1少’砂螺科泉(2)雙螺參t泵(3)一三螺婦一粼圖1.1螺桿泵的類型 Fig.1.IThe加 eofserewPump目前，由于對液壓系統(tǒng)的環(huán)保性、節(jié)能性以及可持續(xù)發(fā)展的要求不斷增加，因此開發(fā)和設計研究節(jié)能、高效、環(huán)保的液壓泵成為世界工業(yè)發(fā)達國家競相研究的一大熱點。螺桿泵因具有結構緊湊，體積小，流量壓力無脈動，噪音低，容許較高轉速，自吸能力強，使用壽命長等優(yōu)點，近幾年來，在工業(yè)和國防的許多部門得到廣泛的應用[2一5]。三螺桿泵由于其優(yōu)越的性能，約占螺桿泵總產量的50%以上，三螺桿泵主要有以下幾個方面的優(yōu)點:結構合理，節(jié)能環(huán)保:螺桿轉子不會出現(xiàn)單邊磨損，泄漏點少，泄漏量低，有效降低油污對環(huán)境的影響，泵效率達80%以上

圖1.2三螺桿泵原理圖Fig.1.2ThesehematiediagramofthethreeserewPumP圖1.3三螺桿泵轉子Fig.1.3TherotorofthethreeserePllmP1.2.2三螺桿泵的國內外研究現(xiàn)狀

輸送流體時作純軸向運動，可完全做到無脈動的運送介質，輸出壓力比較平穩(wěn)，不會產生攪拌現(xiàn)象而影響工作介質潤滑性能，因而三螺桿泵逐步取代了齒輪泵廣泛應用在各種作為壓力源用的液力系統(tǒng)中，甚至是高壓液力系統(tǒng)中;輸送介質粘度適應范圍廣:相比齒輪泵、往復泵，三螺桿泵能輸送粘度從低到高的液體，輸送流量、揚程不會隨著的液體粘度的增加而降低，當液體粘度較大時，也不會產生氣蝕現(xiàn)象，具有更良好的工況適應性;輸送流量大:三螺桿泵中主、從螺桿受到的液壓力近于平衡，螺桿容易實現(xiàn)動平衡，轉速僅受吸入條件限制，可以達到很高，因此與其他同樣體積的泵相比，可以輸送更高的流量;平穩(wěn)可靠、壽命長:三螺桿泵軸向力平衡，嚙合處摩擦損失小，且相比柱塞泵和凸輪轉子泵，無閉死容積，不會產生困油，因而其具有運轉平穩(wěn)，噪音小的特點，工作壽命長。因此三螺桿泵作為輸送泵、燃油泵、滑油泵和封液泵，在密封性能、廣泛適應性、降低成本、減少能耗、方便管理等方面有突出優(yōu)勢，具有很多其他類型液壓泵所欠缺的優(yōu)越性，近幾年顯現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，在石油、化工、冶金、電力、船舶、環(huán)保等支柱產業(yè)中發(fā)揮重要作用。
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本文編號：2885556