●雙吸式二螺桿泵是一種容積泵,容積效率是評判泵類特性的主要指標,而螺桿泵密封性能的優(yōu)劣又是評判其容積效率的依據(jù)。在螺桿泵行業(yè)中,分析螺桿泵密封性能的依據(jù)是螺桿泵的四類密封條件:
1)相互嚙合的螺桿齒形應遵循密封意義上的嚙合規(guī)律;
2)螺桿螺紋的頭數(shù)和螺桿的根數(shù)應該使螺桿在工作區(qū)范圍內形成互不相通的密封腔;
3)村套的長度應該大于密封腔的長度;
4)螺桿與螺桿,螺桿與泵體應具有允許的zui小間隙。
符合上述條件的為嚴格密封型螺桿泵。其中密封的完善程度取決于*、二類密封條件。螺桿泵的核心技術是螺桿齒形,不同的齒形不僅直接決定著螺桿泵的工作壓力、額定流量、容積效率、振動、噪聲和自吸高度等技術性能指標的差異,還決定著螺桿加工工藝直至產品成本。對于各種類型的螺桿泵而言,其螺桿齒形能否達到嚴格密封是判斷該螺桿泵性能指標的一個非常重要的前提因素,這也是*類密封條件的重要性。滿足了*類密封條件后,判斷螺桿泵密封性能的又一個前提依據(jù)是螺桿泵的第二類密封性。在螺桿泵行業(yè)傳統(tǒng)理論中,經常引用俗稱為孟氏定律的公式來評判螺桿泵的
第二類密封性能:
主螺桿為凸桿時:Z=K(Z1一1)(1一1)主螺桿為凹桿時:Z=K(Z2一1)(1—2)
式中z1,z2分別為螺桿泵凸、凹螺桿的頭數(shù),K為螺桿泵從動螺桿的桿數(shù)。單頭或雙頭的雙螺桿泵一直以來都被認為是非嚴格密封的雙螺桿泵,故原有的國內外資料中都未見有嚴格密封的雙螺桿泵,這就是傳統(tǒng)雙螺桿泵工作壓力普遍不高的原因。由于孟氏定律的緣故,現(xiàn)有雙螺桿泵的應用將受到限制。因此如何解決雙螺桿泵的嚴格密封問題,就成為螺桿泵發(fā)展的重要研究課題。具有適用范圍的局限性。也就是說,孟氏定律可以評判傳統(tǒng)擺線齒形螺桿泵的第二類密封性,但是對于其他的螺桿齒形,孟氏定律不一定適用。不同齒形的第二類密封性狀況是不同的,對于都能滿足第二類密封性的不同齒形來說,它們的頭數(shù)、桿數(shù)的關系式也會不同,也就是說,不同齒形螺桿泵的二類密封性可以有不同表達式的定律。研究發(fā)現(xiàn),一些不同的齒形已經突破了孟氏定律的限制,能夠形成嚴格密封特性而又具有實際的應用能力。稀油站低壓螺桿泵用雙螺桿泵一百分的優(yōu)質產品
工作時的冷卻要求與第四類密封性密切相關。由于雙吸式二螺桿泵需要在密封條件下才能正常工作,因此在工作時對螺桿泵的工作溫度有一定的要求,以保證螺桿與螺桿之間以及螺桿和泵體之問有合適的間隙值。假如溫度過高,由于熱脹冷縮的原理將會使螺桿泵中螺桿和泵套之間的配合變?yōu)檫^盈配合,從而加居I摩擦,增大工作噪音,減少螺桿泵的使用壽命,并大大降低工作效率。這些后果是我們不愿意看到的,因此需要在關鍵部位進行冷卻,以保證螺桿泵有良好的工作狀態(tài)及較高的工作效率。為了解決這個問題,我們研究了多種機械結構及實際應用情況,認為其中較好的一種方法是在泵體內采用潤滑螺桿做動力源對潤滑油進行循環(huán)以達到冷卻的目的。稀油站低壓螺桿泵用雙螺桿泵一百分的優(yōu)質產品
2主動螺桿和從動螺桿的設計
在對螺桿泵的設計中首先要考慮螺桿泵的整體結構的使用材料,在這次的設計過程中選用的是45號鋼具有較好的承壓能力和屈服應力
2.1雙吸式二螺桿泵螺桿螺紋的設計與計算
2.1.1泵功率的計算
所給的設計數(shù)據(jù)為流量Q=50L/min壓力P=10Mp
由公式可知Pw=P﹡Q把上面的數(shù)據(jù)帶入公式計算可知(其中流量和壓力均換為單位):
Pw=8.33Kw
雙吸式二螺桿泵一般是選擇四級電動機,由《機械設計課程設計》附表9-1可以選擇Y160M1-4型電動機額定功率為11Kw,其中轉速為:
n=1460r/min
2.1.2螺桿工作長度的過流斷面積A的計算
螺桿襯套內孔的橫截面面積A3
A3=2πR-AABCD=2πR-R(2γ-sin2γ)
式中R-螺桿的外徑
2.1.3螺旋深度的選擇
在螺桿螺旋外形尺寸相同時,螺旋深度r/R越大,螺旋段的過流斷面面積就越大,泵的理論流量Q也越大。在螺旋頭數(shù)和導程相同時,r/R=0.4的泵理論流量幾乎比r/R=0.7的泵大50%左右。當r/R接近0.8時,螺旋深度的減小使理論流量減小,卻會造成相對泄露量的增大,也會使容積效率的下降。因此r/R取何種比例*是需要進行慎重考慮的。r/R的允許范圍為0<r/R<1,但是根據(jù)經驗通常選擇比較合理的范圍為r/R=0.45~0.7。較小的r/R值建議用于低壓泵和用來輸送的介質為黏度較大的介質;較大的r/R值適用于水和黏度較小的介質以及排出壓力相對較高的泵。若僅僅從zui高容積效率的角度看,較好的螺旋深度為r/R=0.6~0.7左右。
現(xiàn)在所設計的泵是高壓力泵因此選擇
r/R=0.6
2.1.4螺旋導程的選擇
理論流量Q和螺旋導程T(螺距)的長度存在著線性關系,導程越大,每轉的理論流量也越大。導程的增大也會引起螺旋面之間的間隙總量的增大,該間隙與導程之間也存在著近于線性的關系。
工作長度相同時導程越小,密封腔數(shù)就越多。這樣就有可能在相同的容積效率情況下,建立較高的壓力,或在相同的壓力下,泄漏減小,具有較高的容積效率,但理論流量也會隨著導程的變小而減小,反之亦然。
經驗指出,用不同的螺旋深度和導程相配合得到相同的理論流量的方法,從獲得更高容積效率的觀點,選擇較小的螺旋深度和較大的導程構成螺旋的方法是較為有利得。
2.1.6 螺桿兩段螺紋每段的圈數(shù)選擇
根據(jù)多年的經驗積累及容積效率和密封的考慮,這個泵是高壓泵應選擇的工作長度較長,一般在3到5周左右,因此取每段的圈數(shù)為4圈。
2.1.7 雙吸式二螺桿泵的同一螺桿兩端螺紋間距的確定
由書本的介紹及往日的經驗可以知道一般的間距選擇在螺距的一到兩倍之間,因此從多方面考慮可以選擇兩段螺紋的間距為
L=80mm
2.2 兩螺桿的原件定位和中心距的選擇
雙吸式螺桿泵在zui近幾年里有著突飛猛進的發(fā)展,現(xiàn)在已經應用于很多領域而且取得了很好的成果。雙吸式二螺桿泵的應用范圍和領域在將來一定會越來越大的,對其技術的要求也越來越高了。因此本文主要介紹了雙吸式二螺桿泵的結構設計步驟,以及其中各個零部件的選擇。
首先,我們要知道和了解雙吸式螺桿泵的工作原理。雙吸式二螺桿泵是主動螺桿在轉動時帶動從螺桿在襯套中轉動,依靠形成的密封腔的容積變化來輸送流體的。其次,螺桿是一個螺桿泵zui重要的部分,因此我們首先設計的便是雙吸式二螺桿泵的主從動螺桿的結構。雙吸式二螺桿泵的設計過程中螺桿的設計有著舉足輕重的作用,螺桿的結構設計主要與所給定的流量和壓力以及所輸送的介質這些數(shù)據(jù)來確定的。在次,螺桿泵的密封是很重要的。螺桿泵是一個壓力泵,只有它的密封系統(tǒng)做好了才能產生足夠的壓力來輸送介質。因此在設計的過程中襯套與螺桿的密封、襯套與殼體的密封、螺桿與端蓋的密封都是我們要考慮的。zui后,我們就是要選擇一些雙吸式二螺桿泵用的附件,像螺釘、軸承、安全閥、墊圈等
常見的泵可以分為容積式泵和動力式泵兩大類。容積式泵包括往復泵、轉子泵和齒輪泵等,離心泵和軸流泵等則屬于動力式泵。本文所研究的雙吸式雙螺桿泵屬于容積式泵。螺桿泵的適用范圍很廣,被廣泛應用于石油、化工、航運、電力、機械液壓系統(tǒng)、食品、冶金、輕工、造紙、*、醫(yī)藥、船舶、機床、采礦、環(huán)保和污水處理等各種工業(yè)部門當中,發(fā)揮了巨大作用,具有很高的使用價值。