崇左2HM1400-962ww雙螺桿泵 

概述: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&nbs
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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)速常牽涉以下問題:

  6.1 通過選擇合適的泵轉(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)也是吸上性能的問題,尤其是在高粘度的情況下,如果轉(zhuǎn)速選得過高,就會(huì)引起吸入不足,從而產(chǎn)生噪音和振動(dòng)等問題。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)村套的長度應(yīng)該大于密封腔的長度;

  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都被認(rèn)為是非嚴(yán)格密封的雙螺桿泵,故原有的國內(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,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說,它們的頭數(shù)、桿數(shù)的關(guān)系式也會(huì)不同,也就是說,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有合適的間隙值。假如溫度過高,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^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)采用潤滑螺桿做動(dòng)力源對(duì)潤滑油進(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螺桿工作長度的過流斷面積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)選擇的工作長度較長,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)域在將來一定會(huì)越來越大的,對(duì)其技術(shù)的要求也越來越高了。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)生足夠的壓力來輸送介質(zhì)。因此在設(shè)計(jì)的過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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