基于Pro／E的三头单螺杆泵线型设计.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 3O卷 第4期 2006年 8月 JOURNAIOFDAQING PETROIEUM INSTITUTE Vo1．30 No．4 Aug． 2006 基于 Pro／E的三头单螺杆泵线型设计 韩国有，任 彬 ，杜秀华 (大庆石油学院 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要 ：在对各种摆线分析 比较 的基础上 ，提 出了采用短幅 内摆线作为原始齿形 曲线用于定子，其共轭 曲线用于转 子的i头单螺杆泵线型设计方法．利用Pro／E软件对定子线型进行了优选 ，将内摆线变幅因数为 1／3的短幅内摆线确定 为定子骨线 ，进而推导了三头单螺杆泵的转子和定子线型的数学方程式．利用 Pro／E软件作为建模工具 ，在该线型数学 方程式的基础上 ，对三头单螺杆泵的转子和定子进行 了三维虚拟建模 ，确定了转子和定子的线型坐标 ，为三头单螺杆泵 的实际加工提供参考． 关 键 词 ：Pro／E； 头单螺杆泵；线型设计 ；短幅 内摆线 ；建模 中图分类号 ：TE933．3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2006)04—0049—03 O 引言 单螺杆泵虽然只有转子和定子 2个元件 ，却兼有容积式动力机和一齿差行星减速器 2种功能．在相 同结构尺寸条件下 ，三头单螺杆泵与单头单螺杆泵相 比流量增加 145 ，与此同时，还降低螺杆一衬套幅 间的滑动速度和磨损速度…．它具有泵压高、效率高和耗能低等优点，扩大了螺杆泵在定向井 中的推广应 用．北京石油勘探开发研究院于 1982年研制了我国第 1台三头单螺杆泵 “LZ61／2”]，由于相关理论和制 造水平的限制 ，三头单螺杆泵的生产还没有规模化．拟利用 Pro／E的参数化造型理论 ，在线型设计的基础 上对三头单螺杆泵进行虚拟建模 ，为三头单螺杆泵的实际设计和制造提供参考． 1 线型分析 1．1 摆线理论 目前可用于多头单螺杆泵线型设计的摆线主要有普通 内摆线、短幅内摆线和短幅外摆线．其中普通 内摆线的主要缺点是骨线共轭副上存在着曲率半径为 0的点，形成的等距 曲线不可避免地存在不同程度 的打扣现象，致使共轭副的接触状况不好 ，磨损较快 ，造成多头单螺杆泵的使用寿命下降．短幅外摆线的 曲线圆滑性易遭受破坏 ，外形参数取值受限，也不宜用于多头单螺 1J 杆泵的线型设计 中．在理论上短幅内摆线克服了以上 2种摆线的 缺点 ，摆线上无尖点．由短幅内摆线等距线形成的线型具有光滑 、 不打扣或打扣轻微 (可 由橡胶的大变形得 以补偿)等优点．因此 ， 在三头单螺杆泵线型设计中，采用短幅内摆线作为原始齿形曲线 ／、 I 用于定子 ，其共轭曲线用于转子． 短幅内摆线是滚圆(半径为 r)沿导圆(半径为R)内壁作连续 ＼0I／一 纯滚动时，与滚圆相 固连、动点距 (滚圆内动点距滚圆圆心的距离) 为 E的动点M 在导圆所在平面上的运动轨迹 ，见图 1．令 k—E／ r，k为内摆线的变幅因数 ]，当是 1时，为长幅内摆线 ；k一1时， 图 1 短幅 内摆线 的形成 为普通内摆线 ；是1时 ，为短幅内摆线． 收稿 日期 ：2006一O4—30；审稿 人：李宝彦；编辑 ：任志平 基金项 目：黑龙江省 自然科学基金项 目(E2004—30) 作者简介 ：韩国有(1956一)，男，博士，教授 ，博士生导师 ，主要从事螺杆泵仿真与优化方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 3O卷 2006年 导圆滚角0为参数 ，短幅内摆线矢