雙螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能分析與優(yōu)化.pdf

1、油、氣、水多相混合輸送已成為現(xiàn)代工業(yè)特別是油氣采集、運(yùn)輸?shù)谋厝悔厔?shì)，多相混輸泵作為輸送系統(tǒng)中的關(guān)鍵性設(shè)備，其效率和可靠性能也是整個(gè)輸送系統(tǒng)的重點(diǎn)。螺桿泵憑借其較強(qiáng)的適用性和明顯的性能優(yōu)越性，廣泛的應(yīng)用于石油化工行業(yè)、機(jī)床液壓系統(tǒng)和其他各種工業(yè)用途。本文結(jié)合實(shí)際工況，廣泛取材，以雙螺桿泵螺桿轉(zhuǎn)子端面型線為研究對(duì)象，利用有限元分析軟件對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和靜力學(xué)分析，并對(duì)其進(jìn)行了輕量化改進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)是

2、雙螺桿泵設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，其齒形參數(shù)直接決定著泵的性能。本文通過建立螺桿轉(zhuǎn)子的端面型線方程及螺桿轉(zhuǎn)子的三維模型，分析了螺桿轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)和不同幾何尺寸的螺旋齒形曲線對(duì)泵使用性能的影響。通過正交試驗(yàn)法在滿足理論流量的前提下，以選取較小的泄漏量為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子型線的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析是本文研究分析中的關(guān)鍵步驟，經(jīng)過螺桿轉(zhuǎn)子的實(shí)體建模、單元網(wǎng)格的劃分、邊界條件和約束，利用workbench模塊分析中的Modal模

3、態(tài)分析，計(jì)算螺桿轉(zhuǎn)子在預(yù)壓應(yīng)力下的前六階模態(tài)振型及頻率，分析螺桿轉(zhuǎn)子在額定工況運(yùn)行過程中是否會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象及最大變形值。對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行諧響應(yīng)分析求解，分析螺桿轉(zhuǎn)子在0~200Hz頻率下的幅值及相位變化曲線，為實(shí)際工作過程提供加載頻率段參考。
　　本文是基于螺桿轉(zhuǎn)子輕量化設(shè)計(jì)，利用ANSYS有限元軟件的APDL編程語言對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸進(jìn)行靜力學(xué)分析，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在優(yōu)化目標(biāo)下找出了螺桿轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸所受最大應(yīng)力、最大變形及最佳軸