双螺杆泵螺杆转子结构设计及性能分析与优化

发布时间：2018-01-11 16:00

本文关键词：双螺杆泵螺杆转子结构设计及性能分析与优化　出处：《天津理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：油、气、水多相混合输送已成为现代工业特别是油气采集、运输的必然趋势,多相混输泵作为输送系统中的关键性设备,其效率和可靠性能也是整个输送系统的重点。螺杆泵凭借其较强的适用性和明显的性能优越性,广泛的应用于石油化工行业、机床液压系统和其他各种工业用途。本文结合实际工况,广泛取材,以双螺杆泵螺杆转子端面型线为研究对象,利用有限元分析软件对螺杆转子进行了结构动力学分析和静力学分析,并对其进行了轻量化改进的优化设计。螺杆转子型线设计是双螺杆泵设计中的核心技术,其齿形参数直接决定着泵的性能。本文通过建立螺杆转子的端面型线方程及螺杆转子的三维模型,分析了螺杆转子几何参数和不同几何尺寸的螺旋齿形曲线对泵使用性能的影响。通过正交试验法在满足理论流量的前提下,以选取较小的泄漏量为设计目标,对螺杆转子型线的结构参数进行优化。结构动力学分析是本文研究分析中的关键步骤,经过螺杆转子的实体建模、单元网格的划分、边界条件和约束,利用workbench模块分析中的Modal模态分析,计算螺杆转子在预压应力下的前六阶模态振型及频率,分析螺杆转子在额定工况运行过程中是否会出现共振现象及最大变形值。对螺杆转子进行谐响应分析求解,分析螺杆转子在200~0Hz频率下的幅值及相位变化曲线,为实际工作过程提供加载频率段参考。本文是基于螺杆转子轻量化设计,利用ANSYS有限元软件的APDL编程语言对螺杆转子传动轴进行静力学分析,并对其进行了结构优化,在优化目标下找出了螺杆转子传动轴所受最大应力、最大变形及最佳轴径尺寸,为理论学习和实际工作提供参考依据。
[Abstract]:Oil , gas and water multiphase mixture transport has become an inevitable trend of modern industry , especially for oil and gas collection and transportation .

【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE933.3

【参考文献】