单螺杆真空泵结构设计
摘 要
在我国的国民生产和生活中，泵作为一种输送液体的心脏倍受各行各业所重视。60年代中期以来，在石油钻采机械里出现了一种新型的水力机械，它的结构、原理和特性既不同于传统的往复式水力机械，又相区别于传统的叶片式水力机械，这就是单螺杆式水力机械。单螺杆式水力机械在机械采油设备方面的应用，出现了采油用单螺杆泵，包括电动潜油单螺杆泵、液动式单螺杆泵和井口驱动式单螺杆泵等，它们在抽汲高粘度、高含气量和含砂量的原油中具有独特的效果。研制开发使用性能良好的单螺杆泵将带来广阔的社会效益和经济效益。，本论文详细阐述了单螺杆真空泵的工作原理和结构特点，并在传统的设计理论体系基础上，利用现有的设计手段和工具，根据给定的流量、压力来设计和选取合适的单螺杆真空泵结构参数，完成对单螺杆真空泵结构设计计算、主要性能计算和影响因素分析，在此基础上利用AutoCAD制图软件和solidworks绘制了单螺杆真空泵的装配图和主要零件图。
关键词：单螺杆真空泵; 设计校核; 轴; AutoCAD; solidworks
Abstract
In the national production and life of our country, the pump as a liquid transport heart is highly valued by all walks of life. Since the mid 60s, a new type of hydraulic machinery has appeared in the oil drilling and production machinery. Its structure, principle and characteristics are different from the traditional reciprocating hydraulic machinery, but also different from the traditional blade type hydraulic machinery. This is the single screw hydraulic machinery. Single screw hydraulic machinery in the application of mechanical oil production equipment, the emergence of single screw pump for oil extraction, including electric submersible single screw pump, hydraulic single screw pump and wellhead driven single screw pump, they have a unique effect in high viscosity, high gas content and sand content of crude oil. The development and development of single screw pump with good performance will bring broad social and economic benefits. In this paper, the working principle and structural characteristics of the single screw vacuum pump are described in detail. On the basis of the traditional design theory system, the structure parameters of the single screw vacuum pump are designed and selected according to the current design means and tools, according to the given flow and pressure, and the structure design and calculation of the single screw vacuum pump are completed. On the basis of the main performance calculation and the analysis of influencing factors, the assembly drawing and main part drawings of the single screw vacuum pump are drawn on the basis of AutoCAD drawing software and SolidWorks.
Key words: single screw vacuum pump; design and check; shaft; AutoCAD; SolidWorks.
摘 要 I
第1章 绪论 2
1.1 研究背景及意义 2
1.2 国内外研究现况 2
1.2.1 国外螺杆泵的研究现状 2
1.2.2 国内螺杆泵的研究现状 3
1.3 单螺杆真空泵简介 3
第2章 单螺杆真空泵的总体设计 5
2.1设计要求 5
2.2结构和工作原理分析 5
2.2.1 G系列单螺杆真空泵结构 5
2.2.2 工作原理分析 6
2.3结构方案设计 10
2.4性能参数分析 10
第3章 螺杆与衬套的设计 12
3.1螺杆和衬套结构设计 12
3.1.1 螺杆和衬套尺寸的确定 12
3.1.2 螺杆和衬套的型线设计 14
3.2 螺杆和衬套材料的选用 18
3.3 螺杆和衬套的加工制造 20
3.3.1 螺杆的加工 20
3.3.2橡胶定子的加工 20
第4章 其他主要零部件的设计与选择 22
4.1 电机的选择 22
4.2轴的设计 22
4.3 轴承的选择与校核 25
4.4进出油口尺寸设计 26
4.5 油封的选择 26
4.5.1密封端面间液体压力分布规律 26
4.5.2载荷系数和平衡系数 27
总 结 28
参考文献 29
致 谢 31
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
在我国的国民生产和生活中，泵作为一种输送液体的心脏倍受各行各业所重视。单螺杆真空泵输送流量、压力稳定，无脉动。 单螺杆真空泵输送变转速即可改变输出流量，可用作计量投加。 吸入能力强，工作噪声小，无泄漏，无温升。单螺杆真空泵输送适应范围广，可输送一切流动介质甚至非流动物料。单螺杆真空泵能输送高固体含量的介质；流量均匀压力稳定，低转速时更为明显；流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性；一泵多用可以输送不同粘度的介质；泵的安装位置可以任意倾斜；适合输送敏感性物品和易受离心力等破坏的物品；体积小，重量轻、噪声低，结构简单，维修方便。 正是由于上述特点，使得单螺杆真空泵应用广泛，领域涉及石油工业、化工及制药、环境工程、矿产工程、食品工业、造纸行业。
在国内，螺杆泵的使用时间短，对其研究起步相对较晚，因此在生产中还有许多管理上和技术上的问题需要解决。随着螺杆泵应用领域的不断拓宽，对螺杆泵技术要求也越来越高，为适应螺杆泵在其应用领域快速发展的要求，有关螺杆泵的研究方向和内容呈现出比较活跃的趋势。
工业的发展对单螺杆真空泵提出了更高的要求，某些特定的行业用单螺杆真空泵的工作条件十分恶劣，如何提高单螺杆真空泵易损件的工作寿命，更好的满足需要，是单螺杆真空泵设计和校核的关键。针对螺杆泵理论和结构上存在的问题，在传统的设计理论体系基础上，利用现有的设计手段和工具，设计出一种较为合理的单螺杆真空泵，缓减或解决螺杆泵在现场实际使用中所存在的具体问题，提高螺杆泵的寿命和效率，降低成本。
