单螺杆泵衬套的收缩变形分析-论文.pdf

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1、第31卷第8期机电工程V01．31No．82014年8月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringAug．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2014．08．002单螺杆泵衬套的收缩变形分析周培垄，顾寄南，刘元琦(江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)摘要：针对单螺杆泵衬套曲面形状的变形问题，对影响橡胶收缩率的因素、温度变化与衬套形状之间的关系和衬套模芯曲线形状修正方法等问题进行了研究。采用温度场与结构应变场的耦合分析的方法，利用有限元分析软件ANSYS模拟了衬套出模冷却时的温度场，分析了螺杆

2、泵衬套形状随温度的变化特点。研究结果表明，硫化温度与工作温度差异越大，衬套的变形越明显，并呈现出头部变形小、腰部变形较大的特点，通过适当缩小螺杆泵模芯腰部尺寸可以减小温度变化对其最终形状的影响，提高衬套的形状精度。关键词：单螺杆泵衬套；温度变化；变形；有限元分析中图分类号：TH327；TH145文献标志码：A文章编号：1001—4551(2014)08一O963—04Deformationanalysisofsingle·—-screwpumpbushZHOUPei—long，GUJi—nan，LIUYuan—qi(SchoolofMechanicalEngineer

3、ing，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Aimingattheproblemofthedeformationoftheshapeofpumpbush，therelationshipbetweentemperatureandbushshape，thewaytorefinetheshapeofbushandthefactorsthatinfluencetheshrinkageofbushwereinvestigated．Thetemperaturefieldofthebushwassimulatedthro

4、ughFiniteElementAnalysisbycombiningthetemperaturefieldandthestructurefield．Theresultsshowthatthemoredifferencesbetweenthevulcanizationtemperatureandworkingtemperature，thegreaterdeformationofthebushing，thedeformationofheadissmall，whilethedeformationofwaistislarge．Byreducingthesizeofwaist

5、couldeasetheinfluenceoftemperaturechange，thusthesizeaccuracyofthepumpbushisrefined．Keywords：single—screwpumpbush；temperaturechange；deformation；fimiteelementanalysis(FEA)差异，王可等人利用有限元法研究了衬套在均匀内0引言压下和非均匀内压下的变形，即工作时受力变形，暂无关于衬套压制成型过程的热力耦合分析。实际生单螺杆泵是一种性能优良的转子式容积泵，其主产通常采用丁腈橡胶材料在高温条件下压制成衬套，要工作部

6、件由具有螺旋空腔的衬套和与它啮合的螺旋转子组成。两者的截面型线必须保持共轭关系，如果这种关系被破坏，螺杆泵就会出现溢流现象h]。其共轭关系如图1所示。为了减小溢流现象的出现，橡胶衬套(定子)与螺杆转子要保持一定的过盈量来保证密封，过盈量过大会造成启动力矩增大，可能造成卡死；过盈量过小会导致衬套与转子密封被破坏，导致输出压力不足。张劲等人研究了衬套有限元分析的求解策略和三维模型和平面模型在受力时的变形图1衬套与定子的共轭关系收稿日期：2014—02—28作者简介：周培垄(1990-)，男，河南驻马店人，主要从事CAD／CAM方面的研究．E-mail：zhoupeilon

7、gO@l63．con通信联系人：顾寄南，男，教授，博士生导师．E-mail：gjnan@ujs．edu．an机电工程第31卷3．3结果分析日目N迪咖罢}；略>6。。过盈量过小，衬套与螺杆配合鲁副量会被油液压7654321q印∞∞加mO(1)计算结果表明：橡胶衬套的最大位移变形出力击穿，泵的输出压力减小；过盈量过大，则螺杆与衬O现在衬套的腰部，头部变形较小，变形量随着橡胶厚套的摩擦力增大，扭转阻力增大，一旦停机重新启动，度的增加而增大。衬套的变形方向近似于沿着轮廓会造成卡死现象n”]。m图7的法线方向。本研究为了得到衬套的收缩量和硫化温度的关系，取硫化