螺杆泵转子曲面精密磨削运动分析

发布时间：2017-09-02 04:34

  本文关键词：螺杆泵转子曲面精密磨削运动分析

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【摘要】：螺杆泵作为一种新型的采油泵,正凭借其设备简单、占地小、操作方便、效率高等优良特性,越来越广泛地应用于油田举升领域中。螺杆泵工作过程中,转子和定子通过啮合运动来实现的液体的举升。定子通常最外边是钢套和内部浇铸橡胶衬套的复合表面组合而成,转子则是由合金钢经过加工、镀铬、磨削等工艺完成。螺杆泵转子最终成型表面的质量与其使用寿命有着密不可分的联系,转子表面质量的高低,直接影响着螺杆泵服役寿命的长短,本论文的工作主要围绕螺杆泵转子表面的最终成型精加工进行研究。本论文分析了国内外常用的螺杆泵加工方法,根据螺旋曲面的成型原理,分析螺杆泵的线型,通过对砂带磨削原理进行重点分析,并根据砂带磨削理论进行刀触点及刀位轨迹的分析计算,为螺杆泵转子磨削机床的设计和运动分析奠定基础。本论文以砂带磨削作为主要精加工方法,首先根据砂带磨削去除原理分析工件的磨削过程,通过对螺杆泵数学模型的建立,在得知端面截型和轴向截型的数学表达式下,获得螺杆泵加工所需的点位信息及曲面的法向矢量。然后以此为依据结合砂带的磨削特点来进行刀具轨迹的规划,从而在此基础上设计了一种用于螺杆泵转子加工的砂带磨削机床构型。通过结合螺杆泵磨削路径与机床构型进而确定了机床的运动方式。并对螺杆泵转子加工进行运动分析。本文通过对螺杆泵转子砂带磨削机床进行结构静动力学分析来研究其静动态特性。通过整机的静力学分析研究了机床的静态特性,得到了整机的静刚度;通过对机床的模态分析研究了机床的固有频率及相应振型的特点;通过整机的谐响应分析进一步研究了机床的振动特性。
【关键词】：砂带磨削 螺杆转子 机床构型 刀具轨迹
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE933.3;TG580.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 螺杆泵的研究和发展10-14
• 1.2.1 螺杆泵采油特点及其工作原理10-13
• 1.2.2 螺杆泵的发展13-14
• 1.3 螺杆泵的加工发展现状14-15
• 1.4 国内外螺杆砂带磨削的发展现状15-17
• 1.4.1 国外螺杆砂带磨削的发展现状15-17
• 1.4.2 国内螺杆砂带磨削的发展现状17
• 1.5 课题研究的主要内容17-19
• 第二章 螺杆转子磨削技术研究19-25
• 2.1 磨削机理研究19-23
• 2.1.1 砂带磨削19-20
• 2.1.2 砂带磨削特点20-21
• 2.1.3 砂带磨削机理21-22
• 2.1.4 单颗粒磨削机理22
• 2.1.5 砂带磨削的几何参数22-23
• 2.2 影响砂带磨削的因素23-25
• 第三章 螺杆砂带磨床刀具轨迹规划及运动分析25-37
• 3.1 采油螺杆泵线型的形成25-26
• 3.1.1 摆线方程的建立25
• 3.1.2 摆线等距线型的形成25-26
• 3.2 采油螺杆泵的参数化建模26-28
• 3.2.1 利用端截面建模26
• 3.2.2 单头采油螺杆泵轴截面截取26-28
• 3.3 螺杆泵转子砂带磨削刀具轨迹规划28-34
• 3.3.1 砂带磨削刀具走刀轨迹选择28-29
• 3.3.2 接触轮参数的选择29-31
• 3.3.3 走刀方式的确定31
• 3.3.4 行距的确定31-33
• 3.3.5 步长的确定33-34
• 3.3.6 刀位点的计算34
• 3.4 运动分析34-35
• 3.5 运动仿真35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 螺杆泵转子砂带磨床有限元分析37-50
• 4.1 螺杆泵转子砂带磨床整机概述37-39
• 4.2 砂带磨床有限元分析39-45
• 4.2.1 砂带磨床床体静力分析39-42
• 4.2.2 砂带磨床床体模态分析42-43
• 4.2.3 机床线性动力分析43-45
• 4.3 砂带刀具有限元分析45-49
• 4.3.1 砂带磨削刀具静力分析45-46
• 4.3.2 砂带磨削刀具模态分析46-48
• 4.3.3 机床线性动力分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55

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本文编号：776440