雙頭單螺桿泵運(yùn)動(dòng)仿真及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、螺桿泵以其運(yùn)動(dòng)部件少、排量均勻、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)在油田得到廣泛的應(yīng)用.雙頭單螺桿泵與單頭單螺桿泵相比具有排量大、效率高、能耗低、轉(zhuǎn)子受力狀況好等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)際上得到逐步的推廣.國(guó)內(nèi)由于對(duì)雙頭單螺桿泵的理論和試驗(yàn)研究較少,目前各油田多數(shù)采用單頭單螺桿泵.因此,對(duì)雙頭單螺桿泵進(jìn)行深入的理論研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義.其中,合理地選擇構(gòu)成螺桿一襯套的型線是一個(gè)尚待深入研究的重要課題.本文主要針對(duì)雙頭單螺桿泵的線型進(jìn)行深入的理論研究,即在雙頭單螺桿

2、泵的轉(zhuǎn)子和定子是剛性接觸,它們的配合間隙(或過(guò)盈)剛好為零的假設(shè)前提下,不考慮油田現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際影響因素,對(duì)轉(zhuǎn)子和定子的線型進(jìn)行研究.根據(jù)多線式單螺桿鉆具的設(shè)計(jì)理論,分析了共軛曲面構(gòu)成的三個(gè)基本要求和端面齒形的兩種類(lèi)型.并對(duì)單螺桿泵端面型線進(jìn)行詳細(xì)的分析比較后,最終提出采用短幅內(nèi)擺線的等距曲線作為定子原始齒形曲線,其共軛曲線作為轉(zhuǎn)子齒形曲線的雙頭單螺桿泵的設(shè)計(jì)方法.利用 Pro/E軟件對(duì)這種新型的雙頭單螺桿泵的定子線型進(jìn)行優(yōu)選.確定變幅因數(shù)

3、k=0.5的短幅內(nèi)擺線為定子骨線,利用外滾法得出轉(zhuǎn)子骨線,建立定子、轉(zhuǎn)子骨線的方程.進(jìn)而建立起轉(zhuǎn)子、定子線型方程、等距曲面方程,并利用F曲線接觸圖證明該定子骨線和轉(zhuǎn)子骨線滿(mǎn)足理論密封性和連續(xù)下移條件.利用數(shù)學(xué)方法對(duì)雙頭單螺桿泵的線型進(jìn)行優(yōu)化.以追求過(guò)流面積最大,偏心距最小為優(yōu)化目標(biāo),再結(jié)合螺桿泵的實(shí)際工況,建立線型優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型.利用復(fù)合型法,并結(jié)合轉(zhuǎn)子和定子間的最大滑動(dòng)速度的參量,優(yōu)化出使雙頭單螺桿泵達(dá)到最佳工作特性的變幅因數(shù)k的值為