螺杆泵转子型面精密成形磨削关键技术研究

发布时间：2021-08-19 19:10

　　螺杆转子作为螺杆泵、螺杆压缩机、螺杆真空泵、螺杆膨胀机等螺杆机械的核心零部件,其设计与加工精度决定了螺杆机械系统的综合性能。尤其是螺杆泵作为一种容积式泵,因其结构简单、容积效率高、流量脉动小、噪声低、便于维修和维护、能进行多相混输等优点被广泛应用于石油、化工、船舶、海洋钻井平台、航空航天、机床装备、工程机械、环保、能源、食品、制药等众多领域。随着现代工业技术的发展,螺杆泵的应用范围和领域越来越广,已成为许多高端装备的关键基础件和核心部件。但是,随着螺杆泵应用的工况越来越复杂,对螺杆泵的设计与制造精度提出了越来越高的要求。近三十年来,各国学者和工程技术人员对螺杆泵转子型线优化设计、加工技术以及泵腔流场特性进行了持续而深入的研究。然而,由于螺杆泵核心零部件螺杆转子型线的复杂性,其设计与制造精度一直是限制螺杆泵系统性能进一步提升的瓶颈问题。目前对于螺杆转子的研究主要集中在转子型线优化设计和成形刀具设计方法上,关于螺杆转子精密成形磨削制造技术研究还不够深入,因此,导致螺杆转子加工质量不高,制约着高性能螺杆泵大规模的应用与普及。本文以摆线型螺杆泵转子型线的优化设计与精密成形加工技术为研究对象,利... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 螺杆泵国内外研究现状
        1.2.1 螺杆泵介绍
        1.2.2 螺杆泵转子型线设计研究
        1.2.3 螺杆转子成形刀具设计研究
        1.2.4 螺杆型面精密成形磨削误差补偿与粗糙度控制研究
        1.2.5 螺杆转子检测技术与精密加工设备
    1.3 目前研究的不足
    1.4 课题来源和主要研究内容
2 螺杆转子齿形自适应优化设计方法研究
    2.1 引言
    2.2 摆线型螺杆转子型线设计
        2.2.1 摆线生成原理
        2.2.2 摆线齿形型线的设计——双螺杆泵齿形
        2.2.3 摆线齿形型线的设计——三螺杆泵齿形
        2.2.4 曲率自适应加密方法
    2.3 基于可制造性的螺杆转子啮合间隙设计研究
    2.4 不同啮合间隙对螺杆泵容积效率的影响关系
    2.5 本章小结
3 基于切削加工性能的成形刀具优化设计方法研究
    3.1 引言
    3.2 螺杆转子成形砂轮设计原理
        3.2.1 螺杆坐标系与成形砂轮坐标系之间的关系
        3.2.2 已知螺杆模型求解成形砂轮模型
        3.2.3 已知成形砂轮模型求解螺杆模型
    3.3 螺杆型面廓形误差评价方法
    3.4 螺杆转子成形砂轮安装参数优化设计方法
        3.4.1 不产生干涉的成形砂轮安装参数
        3.4.2 安装参数二次优化设计方法研究
    3.5 螺杆转子设计与制造仿真可视化软件开发
        3.5.1 系统需求分析
        3.5.2 软件结构框架
        3.5.3 软件可视化界面
    3.6 本章小结
4 螺杆型面精密成形磨削误差补偿与粗糙度控制研究
    4.1 引言
    4.2 螺杆转子精密磨削误差分析及补偿方法研究
        4.2.1 砂轮磨损特性分析
        4.2.2 螺杆转子精密磨削廓形误差分析
        4.2.3 砂轮磨损致廓形误差补偿方法
    4.3 螺杆型面精密磨削材料去除机理
        4.3.1 砂轮表面微观形貌数学模型
        4.3.2 材料去除机理
    4.4 螺杆精密磨削粗糙度预测模型
    4.5 本章小结
5 螺杆转子测量技术研究
    5.1 引言
    5.2 螺杆转子测量原理
        5.2.1 测量中心工作原理
        5.2.2 螺杆转子误差项
    5.3 螺杆转子误差测量方法
        5.3.1 螺杆转子三维模型
        5.3.2 测头半径选择
        5.3.3 测量路径规划
    5.4 螺杆转子测量数据处理
        5.4.1 测量数据坐标系转化
        5.4.2 测头半径补偿
        5.4.3 转子误差评价
    5.5 本章小结
6 螺杆泵转子加工及性能实验研究
    6.1 引言
    6.2 螺杆转子加工实验
        6.2.1 实验装置及实验条件
        6.2.2 螺杆转子廓形误差测量实例
        6.2.3 螺杆转子廓形误差补偿实验及结果分析
        6.2.4 螺杆转子磨削加工型面粗糙度实验及结果分析
    6.3 螺杆泵容积效率实验
        6.3.1 双螺杆泵转子设计参数
        6.3.2 实验装置及实验结果分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新
    7.3 展望
参考文献
附录
    A论文中部分代码
    B作者在攻读学位期间科研成果
    C作者在攻读学位期间主持或参与科研项目
    D作者在攻读学位期间获得奖励
    E学位论文数据集
致谢



本文编号：3351979