崇左2HM1400-962ww雙螺桿泵

 ●性能參數(shù)的選擇：

  1. 流量 q ：

  作為容積式泵，影響雙螺桿泵流量的因素主要有轉(zhuǎn)速 n ，壓力 p ，以及介質(zhì)的粘度 v 。

  1.1 轉(zhuǎn)速 n 的影響：

  螺桿泵(高溫雙螺桿泵,大流量雙螺桿泵)在工作時(shí)，兩螺桿及襯套之間形成密封腔，螺桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一周便由進(jìn)口向出口移出一個(gè)密封腔，即一個(gè)密封腔的體積的液體被排出去。理想狀態(tài)下，泵內(nèi)部無(wú)泄漏，那么泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比。即： qth=n*q n----轉(zhuǎn)速； 　q---- 理論排量，即泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積； 　qth---- 理論排量。

  1.2 壓力 △ p 的影響：

  雙螺桿泵(高溫雙螺桿泵,大流量雙螺桿泵)實(shí)際工作過(guò)程中，其內(nèi)部存在泄漏，也稱滑移量。由于泵的密封腔有一定的間隙，且密封腔前、后存在壓差 △ p ，因此，有一部分液體回流，即存在泄漏，泄漏量用 △ q 表示，則 q=qth- △ q.顯而易見，隨著密封腔前、后壓差 △ p 升高，泄漏量 △ q 逐漸增大。對(duì)于不同型線和結(jié)構(gòu)，影響大小也各不相同。the

  1.3 粘度 v 的影響：試想：將清水和粘稠的漿糊以相同的體積從漏斗式的容器中泄漏出去。顯然水比漿糊要泄漏得快。同理，對(duì)于雙螺桿泵，粘度大的流體比粘度小的液體的泄漏要小，泄漏量與介質(zhì)粘度有一定的比例關(guān)系。綜上所述，要綜合地考慮以上各種因素，通過(guò)一系列的計(jì)算才能精確地知道泵的實(shí)際流量是否符合工況要求。

  2. 壓力 △ p ：

　　與離心泵不同，雙螺桿泵的工作壓力 △ p 由出口負(fù)載決定，即出口阻力來(lái)決定。出口阻力與泵的出口處的壓力是匹配的，出口阻力越大，工作壓力也越大。若想知道壓力，則需要用流體力學(xué)的知識(shí)對(duì)出口阻力精確的計(jì)算。 

　　3. 軸功率 n ：

  雙螺桿泵(高溫雙螺桿泵,大流量雙螺桿泵)的軸功率分為兩部分，即： nth---- 液壓功率，即壓力液體的能量； 　nr---- 摩擦功率。

  對(duì)于確定的壓力和流量，其液壓功率是一定的，因此影響軸功率的因素為摩擦率 nr 。

  摩擦功率是由于運(yùn)動(dòng)部件的摩擦而消耗的那部分功率。這些摩擦功率顯然是隨著工作壓差的增加而增加的，并且介質(zhì)粘度的增加也會(huì)引起液體摩擦功率的增加。

  由此，泵的軸功率除了液壓功率外，其中摩擦功率隨介質(zhì)粘度及工作壓力而增加，因此在選擇配套電機(jī)時(shí)，介質(zhì)的粘度也是一個(gè)非常重要的參考數(shù)據(jù)。尤其在輸送高粘度介質(zhì)時(shí)，需要作比較精確的計(jì)算。

  在計(jì)算功率后，選擇配套電機(jī)時(shí)應(yīng)遵照樣本表格中所規(guī)定的有關(guān)規(guī)定。

  n(kw) n≤10 10 < n≤50 n > 50 n > 100 　k 1.5 1.25 1.15 1.1 　nm=n.k 　nm---- 電機(jī)功率 n---- 軸功率 k---- 功率儲(chǔ)備系數(shù)

  4. 吸上性能的計(jì)算及選擇 ：泵(高溫雙螺桿泵,大流量雙螺桿泵)工作分為以下幾個(gè)階段：

  4.1 吸入，此時(shí)液體連續(xù)不斷地沿吸入管道移動(dòng)；;

  4.2 旋轉(zhuǎn)的螺桿把能量傳給工作液體；

  4.3 壓出，此時(shí)液體帶有克服壓出管道系統(tǒng)所有阻力所必需的壓力從泵中排出。在以上三個(gè)階段中，最為重要的階段是必須保證泵的吸上條件，泵才能正常工作，這是泵工作的重要條件，否則就會(huì)發(fā)生氣蝕，即引起振動(dòng)，噪音等問(wèn)題。

  5. 汽蝕余量的計(jì)算：

  泵的汽蝕余量 npshr 與泵的轉(zhuǎn)速 n ，導(dǎo)程 h 以及泵所輸送介質(zhì)的粘度 v 等因素都有關(guān)系，對(duì)我廠引進(jìn)的 bornemann 雙螺桿泵用以下公式計(jì)算： npshr=(1.5+0.253vf 1.84345+0.0572vf 1.55)*v 0.4146 　vf---- 軸向流速， vf=n*h/60(m/s) ； 　n----轉(zhuǎn)速 (r/min) ； 　h---- 導(dǎo)程 (m) ； 　v---- 工作粘度 (°e) 。 　由此可見，泵的 npshr 是隨 vf ， v 的增大而增大。因此在吸入條件不好的情況下，宜選擇小導(dǎo)程的雙螺桿泵。這在選型時(shí)是很重要的。 

  5.1 裝置汽蝕余量 npsha 的計(jì)算，這里不再闡述。

  5.2 想要保持泵正常工作，即不發(fā)生汽蝕、振動(dòng)等問(wèn)題，必須保證以下條件： npsha > npshr 這即是泵的吸入條件。

  6. 雙螺桿泵(高溫雙螺桿泵,大流量雙螺桿泵)的轉(zhuǎn)速選擇：

　　選擇不同的轉(zhuǎn)速常牽涉以下問(wèn)題：

　　6.1 通過(guò)選擇合適的泵轉(zhuǎn)速，以達(dá)到適當(dāng)?shù)男阅軈��?shù)如流量等。

  6.2 隨著粘度的不同，泵的轉(zhuǎn)速亦應(yīng)有所改變。

  對(duì)于 boremann 雙螺桿泵，粘度的變化是決定轉(zhuǎn)速的主要條件，隨著粘度的增大，允許轉(zhuǎn)速也越低。

  轉(zhuǎn)速的選擇實(shí)質(zhì)也是吸上性能的問(wèn)題，尤其是在高粘度的情況下，如果轉(zhuǎn)速選得過(guò)高，就會(huì)引起吸入不足，從而產(chǎn)生噪音和振動(dòng)等問(wèn)題。因此務(wù)必遵照有關(guān)原則選擇轉(zhuǎn)速。

  ●雙吸式二螺桿泵是一種容積泵，容積效率是評(píng)判泵類特性的主要指標(biāo)，而螺桿泵密封性能的優(yōu)劣又是評(píng)判其容積效率的依據(jù)。在螺桿泵行業(yè)中，分析螺桿泵密封性能的依據(jù)是螺桿泵的四類密封條件：

　　1)相互嚙合的螺桿齒形應(yīng)遵循密封意義上的嚙合規(guī)律；

　　2)螺桿螺紋的頭數(shù)和螺桿的根數(shù)應(yīng)該使螺桿在工作區(qū)范圍內(nèi)形成互不相通的密封腔；

　　3)村套的長(zhǎng)度應(yīng)該大于密封腔的長(zhǎng)度；

　　4)螺桿與螺桿，螺桿與泵體應(yīng)具有允許的最小間隙。

　　符合上述條件的為嚴(yán)格密封型螺桿泵。其中密封的完善程度取決于第一、二類密封

　　條件。螺桿泵的核心技術(shù)是螺桿齒形，不同的齒形不僅直接決定著螺桿泵的工作壓力、

　　額定流量、容積效率、振動(dòng)、噪聲和自吸高度等技術(shù)性能指標(biāo)的差異，還決定著螺桿加

　　工工藝直至產(chǎn)品成本。對(duì)于各種類型的螺桿泵而言，其螺桿齒形能否達(dá)到嚴(yán)格密封是判

　　斷該螺桿泵性能指標(biāo)的一個(gè)非常重要的前提因素，這也是第一類密封條件的重要性。滿足了第一類密封條件后，判斷螺桿泵密封性能的又一個(gè)前提依據(jù)是螺桿泵的第二類密封性。在螺桿泵行業(yè)傳統(tǒng)理論中，經(jīng)常引用俗稱為孟氏定律的公式來(lái)評(píng)判螺桿泵的

　　第二類密封性能：

　　主螺桿為凸桿時(shí)：z=k(z1一1)(1一1)主螺桿為凹桿時(shí)：z=k(z2一1)(1—2)

　　式中z1，z2分別為螺桿泵凸、凹螺桿的頭數(shù)，k為螺桿泵從動(dòng)螺桿的桿數(shù)。單頭或雙頭的雙螺桿泵一直以來(lái)都被認(rèn)為是非嚴(yán)格密封的雙螺桿泵，故原有的國(guó)內(nèi)外資料中都未見有嚴(yán)格密封的雙螺桿泵，這就是傳統(tǒng)雙螺桿泵工作壓力普遍不高的原因。由于孟氏定律的緣故，現(xiàn)有雙螺桿泵的應(yīng)用將受到限制。因此如何解決雙螺桿泵的嚴(yán)格密封問(wèn)題，就成為螺桿泵發(fā)展的重要研究課題。具有適用范圍的局限性。也就是說(shuō)，孟氏定律可以評(píng)判傳統(tǒng)擺線齒形螺桿泵的第二類密封性，但是對(duì)于其他的螺桿齒形，孟氏定律不一定適用。不同齒形的第二類密封性狀況是不同的，對(duì)于都能滿足第二類密封性的不同齒形來(lái)說(shuō)，它們的頭數(shù)、桿數(shù)的關(guān)系式也會(huì)不同，也就是說(shuō)，不同齒形螺桿泵的二類密封性可以有不同表達(dá)式的定律。研究發(fā)現(xiàn)，一些不同的齒形已經(jīng)突破了孟氏定律的限制，能夠形成嚴(yán)格密封特性而又具有實(shí)際的應(yīng)用能力。

　　工作時(shí)的冷卻要求與第四類密封性密切相關(guān)。由于雙吸式二螺桿泵需要在密封條件下才能正常工作，因此在工作時(shí)對(duì)螺桿泵的工作溫度有一定的要求，以保證螺桿與螺桿之間以及螺桿和泵體之問(wèn)有合適的間隙值。假如溫度過(guò)高，由于熱脹冷縮的原理將會(huì)使螺桿泵中螺桿和泵套之間的配合變?yōu)檫^(guò)盈配合，從而加居i摩擦，增大工作噪音，減少螺桿泵的使用壽命，并大大降低工作效率。這些后果是我們不愿意看到的，因此需要在關(guān)鍵部位進(jìn)行冷卻，以保證螺桿泵有良好的工作狀態(tài)及較高的工作效率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們研究了多種機(jī)械結(jié)構(gòu)及實(shí)際應(yīng)用情況，認(rèn)為其中較好的一種方法是在泵體內(nèi)采用潤(rùn)滑螺桿做動(dòng)力源對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行循環(huán)以達(dá)到冷卻的目的。

　　2主動(dòng)螺桿和從動(dòng)螺桿的設(shè)計(jì)

　　在對(duì)螺桿泵的設(shè)計(jì)中首先要考慮螺桿泵的整體結(jié)構(gòu)的使用材料，在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中選用的是45號(hào)鋼具有較好的承壓能力和屈服應(yīng)力

　　2.1雙吸式二螺桿泵螺桿螺紋的設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　2.1.1泵功率的計(jì)算

　　所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為流量q=50l/min壓力p=10mp

　　由公式可知pw=p﹡q把上面的數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算可知（其中流量和壓力均換為國(guó)際單位）：

　　pw=8.33kw

　　雙吸式二螺桿泵一般是選擇四級(jí)電動(dòng)機(jī)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附表9-1可以選擇y160m1-4型電動(dòng)機(jī)額定功率為11kw，其中轉(zhuǎn)速為：

　　n=1460r/min

　　2.1.2螺桿工作長(zhǎng)度的過(guò)流斷面積a的計(jì)算

　　螺桿襯套內(nèi)孔的橫截面面積a3

　　a3=2πr-aabcd=2πr-r（2γ-sin2γ）

　　式中r-螺桿的外徑　

　　2.1.3螺旋深度的選擇

　　在螺桿螺旋外形尺寸相同時(shí)，螺旋深度r/r越大，螺旋段的過(guò)流斷面面積就越大，泵的理論流量q也越大。在螺旋頭數(shù)和導(dǎo)程相同時(shí)，r/r=0.4的泵理論流量幾乎比r/r=0.7的泵大50%左右。當(dāng)r/r接近0.8時(shí)，螺旋深度的減小使理論流量減小，卻會(huì)造成相對(duì)泄露量的增大，也會(huì)使容積效率的下降。因此r/r取何種比例最佳是需要進(jìn)行慎重考慮的。r/r的允許范圍為0<r/r<1,但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常選擇比較合理的范圍為r/r=0.45～0.7。較小的r/r值建議用于低壓泵和用來(lái)輸送的介質(zhì)為黏度較大的介質(zhì)；較大的r/r值適用于水和黏度較小的介質(zhì)以及排出壓力相對(duì)較高的泵。若僅僅從最高容積效率的角度看，較好的螺旋深度為r/r=0.6～0.7左右。

　　現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的泵是高壓力泵因此選擇

　　r/r=0.6

　　2.1.4螺旋導(dǎo)程的選擇

　　理論流量q和螺旋導(dǎo)程t（螺距）的長(zhǎng)度存在著線性關(guān)系，導(dǎo)程越大，每轉(zhuǎn)的理論流量也越大。導(dǎo)程的增大也會(huì)引起螺旋面之間的間隙總量的增大，該間隙與導(dǎo)程之間也存在著近于線性的關(guān)系。

　　工作長(zhǎng)度相同時(shí)導(dǎo)程越小，密封腔數(shù)就越多。這樣就有可能在相同的容積效率情況下，建立較高的壓力，或在相同的壓力下，泄漏減小，具有較高的容積效率，但理論流量也會(huì)隨著導(dǎo)程的變小而減小，反之亦然。

　　經(jīng)驗(yàn)指出，用不同的螺旋深度和導(dǎo)程相配合得到相同的理論流量的方法，從獲得更高容積效率的觀點(diǎn)，選擇較小的螺旋深度和較大的導(dǎo)程構(gòu)成螺旋的方法是較為有利得。

　　2.1.6 螺桿兩段螺紋每段的圈數(shù)選擇

　　根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)積累及容積效率和密封的考慮，這個(gè)泵是高壓泵應(yīng)選擇的工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，一般在3到5周左右，因此取每段的圈數(shù)為4圈。

　　2.1.7 雙吸式二螺桿泵的同一螺桿兩端螺紋間距的確定

　　由書本的介紹及往日的經(jīng)驗(yàn)可以知道一般的間距選擇在螺距的一到兩倍之間，因此從多方面考慮可以選擇兩段螺紋的間距為

　　l=80mm

　　2.2 兩螺桿的原件定位和中心距的選擇　　

　　雙吸式螺桿泵在最近幾年里有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域而且取得了很好的成果。雙吸式二螺桿泵的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域在將來(lái)一定會(huì)越來(lái)越大的，對(duì)其技術(shù)的要求也越來(lái)越高了。因此本文主要介紹了雙吸式二螺桿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟，以及其中各個(gè)零部件的選擇。

　　首先，我們要知道和了解雙吸式螺桿泵的工作原理。雙吸式二螺桿泵是主動(dòng)螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)從螺桿在襯套中轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠形成的密封腔的容積變化來(lái)輸送流體的。其次，螺桿是一個(gè)螺桿泵最重要的部分，因此我們首先設(shè)計(jì)的便是雙吸式二螺桿泵的主從動(dòng)螺桿的結(jié)構(gòu)。雙吸式二螺桿泵的設(shè)計(jì)過(guò)程中螺桿的設(shè)計(jì)有著舉足輕重的作用，螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要與所給定的流量和壓力以及所輸送的介質(zhì)這些數(shù)據(jù)來(lái)確定的。在次，螺桿泵的密封是很重要的。螺桿泵是一個(gè)壓力泵，只有它的密封系統(tǒng)做好了才能產(chǎn)生足夠的壓力來(lái)輸送介質(zhì)。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中襯套與螺桿的密封、襯套與殼體的密封、螺桿與端蓋的密封都是我們要考慮的。最后，我們就是要選擇一些雙吸式二螺桿泵用的附件，像螺釘、軸承、安全閥、墊圈等　　　

　　常見的泵可以分為容積式泵和動(dòng)力式泵兩大類。容積式泵包括往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵和齒輪泵等，離心泵和軸流泵等則屬于動(dòng)力式泵。本文所研究的雙吸式雙螺桿泵屬于容積式泵。螺桿泵的適用范圍很廣，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、航運(yùn)、電力、機(jī)械液壓系統(tǒng)、食品、冶金、輕工、造紙、軍工、醫(yī)藥、船舶、機(jī)床、采礦、環(huán)保和污水處理等各種工業(yè)部門當(dāng)中，發(fā)揮了巨大作用，具有很高的使用價(jià)值。

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