双螺杆泵螺杆总成的有限元分析及应用.pdfVIP

栏机械

第55卷l第12期

总第614期

双螺杆泵螺杆总成的有限元分析及应用

婷，张冠宇，陈景俊

王女

天津君宇科技股份有限公司

摘要1螺杆总成作为双螺杆泵工作过程中的核心部件，其机械性能的研究对双螺杆泵工作效率的提升有着重要的意

义。利用三维建模软件完成双螺杆泵关键部件的建模，通过有限元软件对螺杆总成在不同工作压差下的受力情况进行

分析，得出不同工况下的应力、变形分布。结果显示设计的结构满足强度和刚度要求，螺杆、锁母抗疲劳性能良好，应用

良好，可为同类型双螺杆总成设计和应用提供参考。

关键词：双螺杆泵；螺杆；有限元分析；应力；变形

双螺杆泵是一种容积式转子泵，由于它的不可替代

性，近年来得到飞速的发展，多数在工业领域有着广泛的

应用。设计过程中，需要面对一系列复杂的工况：高温、油

气混输、胶液黏稠等，这些都对双螺杆泵的设计提出了严

峻的考验，因此需要进一步提高双螺杆泵的选型设计和

性能优化水平[1-2]。

双螺杆泵的工作部分由同步齿轮、主动轴、从动轴、234567

螺旋套、锁母、衬套和泵体组成，其中轴、螺旋套、锁母等1.同步齿轮2.主动轴3.吸人腔4.螺旋套5.排出腔

关键部件共同组成了螺杆总成，如图1所示。工作时，两6.衬套

套7.从动轴

根螺杆在旋转过程中，通过相互啮合，把要输送的流体从图1双螺杆泵结构示意图

一个密封腔传递到另一个密封腔，在轴向推动力的作用总成的刚强度问题；与传统的计算方法相比较，证明双螺

下，实现流体的输送。杆泵的设计需要充分考虑液相力、轴向力、预紧力的影

本次计算以形双螺杆泵为研究对象，通过理论研响，研究方法和结论对双螺杆泵传动部分的设计、安全性

究与有限元分析相结合的过程，计算在非对称交变力及的提高、振动噪声等问题具有指导意义，并对双螺杆的制

不同压差所引起的液相力、轴向力、预紧力作用下，螺杆造有很高的实用价值。

作者简介：王婷（1985一），女，天津人，高级工程师，硕士，研究方向：流体机械及仿真应用。

2024·12工程机械111

设计·计算

DesignandCalculation

应力计算公式：

1模型建立及基本方程T=To/W,≤[](3)

螺杆总成在双螺杆泵中起着主要作用，其一是通过g=Fn/A≤[o](4)

建立设备的进出口压差，进而实现不同零件间的动力传Gu=M/W,≤[g](5)

递；其二是起承上启下的作用，保证泵送过程顺利进行。式中：T为截面的切应力；T。为相应截面上的转矩；W,为

螺杆总成设计的合理性包括一系列的关键因素：轴、锁抗扭截面系数；[]为许用切应力α为轴向力产生的正应

母、螺旋套等关键部件的选材、结构设计、刚强度计算等。力;F为相应截面上的轴向力;A相应截面的面积；[]为

螺杆总成的合理设计是整个机组设计的基础，其上材料许用应力；Q为弯矩产生的应力；M分别为相应截

作用着复杂的载荷系，主要组成为：1）由进出口流体压差面上的弯矩；W，为抗弯截面系数；[o]为材料许用应力