单螺杆式排污泵设计计算及结构优化

发布时间：2017-10-30 10:33

  本文关键词：单螺杆式排污泵设计计算及结构优化

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【摘要】：当前的政策形势促使新污水处理厂的不断改扩建和新建,排放标准的建立对于工业、企业对于排污设备的需求也不断提高,排污泵的市场潜力不断激发,市场前景广阔。同时,由于排污泵的用途广泛,应用领域不仅局限于城市污水处理、工业废水排放,还可以广泛应用于电力、厂矿、塑造、化工、石油、采矿等行业,当今市场各类泵业企业的生产订单越来越多,市场需求量的增大不断刺激新型高效的排污泵的生产。传统排污泵相率相对较低,不同的工作环境需要设计专门的排污泵,而与水泵不同的是,在进行排污泵的设计制造时需要充分考虑输送介质因素、工作环境因素、维护修理因素,增加了设计困难与成本,因此研究高效率且具备通用性的排污泵具有广泛的市场前景、经济效益和社会意义。本文有鉴于此,提出并设计了一种单螺杆式排污泵并进行了相关研究。本文首先通过阐述单螺杆式排污泵工作原理及工作特性,根据相关经验公式对单螺杆式排污泵基本尺寸进行设计计算,并对其压力、功率等相关参数进行计算分析。然后,通过研究单螺杆式排污泵转子衬套型线成型原理,建立转子衬套型线方程,利用该型线方程作为基础,结合SolidWorks三维建模软件,建立单螺杆式排污泵转子衬套实体模型,并利用该模型进行相关运动学仿真分析。最后,对单螺杆式排污泵衬套结构静力学进行分析,得出衬套应力应变分布规律,同时研究转子衬套接触应力,得到接触状态运动过程中不同位置处衬套应力应变变化规律。本文所设计的单螺杆式排污泵采用单头单螺杆式结构,适用于高粘度、大颗粒等特性的流动介质,具有较高的工作效率,适用于各种工作环境,具有广阔的发展前景,对推动排污泵的理论研究及应用推广具有重要的意义。
【关键词】：单螺杆 排污泵 转子 衬套 优化设计 有限元
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703.3;TH38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究的目的和意义10-12
• 1.2 排污泵研究现状12-15
• 1.2.1 排污泵国外研究现状12-13
• 1.2.2 排污泵国内研究现状13-15
• 1.3 螺杆泵研究现状15-20
• 1.3.1 单螺杆泵的发展史和发展优势15-16
• 1.3.2 单螺杆泵在国外的发展现状16-17
• 1.3.3 单螺杆泵在国内的发展和应用17-19
• 1.3.4 螺杆泵的发展方向19-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-22
• 第二章 单螺杆式排污泵结构设计和参数计算22-37
• 2.1 引言22
• 2.2 单螺杆式排污泵工作原理22-25
• 2.2.1 单螺杆式泵工作原理22-24
• 2.2.2 单螺杆式排污泵特性24-25
• 2.3 单螺杆排污泵的结构设计25-30
• 2.3.1 单螺杆式排污泵整体结构设计25-26
• 2.3.2 单螺杆泵的结构设计26-28
• 2.3.3 万向轴总成结构设计28
• 2.3.4 传动轴总成结构设计28-30
• 2.4 单螺杆式排污泵参数设计30-36
• 2.4.1 单螺杆式排污泵基本尺寸计算30-32
• 2.4.2 电动机选型计算32-33
• 2.4.3 带传动设计计算33-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 单螺杆式排污泵关键零部件校核计算37-44
• 3.1 万向轴总成强度校核计算37-40
• 3.1.1 钢球的强度校核37-38
• 3.1.2 扰动轴的强度校核38-39
• 3.1.3 下接头与单螺杆排污泵转子联接部位的螺纹强度校核39-40
• 3.2 传动轴总成校核计算40-43
• 3.2.1 传动轴的强度校核40-42
• 3.2.2 轴承的强度校核42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 单螺杆式排污泵运动学仿真44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 转子衬套型线的分析44-49
• 4.2.1 转子衬套型面成型原理44-45
• 4.2.2 转子型线45-47
• 4.2.3 衬套型线47-49
• 4.3 单螺杆式排污泵参数化模型的建立49-53
• 4.3.1 转子模型的建立50-51
• 4.3.2 衬套模型的建立51-52
• 4.3.3 转子衬套的装配与干涉检查52-53
• 4.4 转子衬套运动学仿真研究53-59
• 4.4.1 仿真计算条件的设定53-54
• 4.4.2 运动仿真结果分析54-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 单螺杆式排污泵有限元分析及结构优化61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 单螺杆式排污泵结构优化61-63
• 5.2.1 性能指标的选定61-62
• 5.2.2 数学模型的建立与求解62-63
• 5.3 转子衬套有限元模型的建立63-65
• 5.4 转子衬套有限元分析65-71
• 5.4.1 结构静力分析65-68
• 5.4.2 定子与转子接触应力分析68-71
• 5.5 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 附录 单螺杆式排污泵主要零件图76-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果84-85
• 致谢85

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本文编号：1117292