单螺杆泵衬套的收缩变形分析.
常规螺杆泵单级密封能力有限元分析
△ ＝． ０ｌ Ｐ＋０．６ ００ ９ １９ Ａ ＝－ ． ０／ Ｐ＋０．３ ３ ００ ９ ３９
△ ＝ 一 ． ０ Ｐ ＋０ ５１ ７ ００ ２ ． ０
５ ，８＝－ ０ Ｐ＋０．８ ７ ００ ２ ６３
式 中， 为变形量 ，ｍｒ；Ｐ ｎ 为泵内压 力，ＭＰ 。 ａ
图４ 单级 泵腔 临界 密封 压 力 曲 线
在 常 温 下 ，如 果 不 考 虑 泵 内 压 力 的 影 响 ，在 初 始 过 盈 量 ６ ｏ ｍ 的作用下 ， 杆泵的单级临界密封压力为０ １３ ＭＰ 。但 是 ＝． ｍ ３ 螺 ． ７４ ａ ４
图１ 均 匀 内 ，． ＭＰ ） 用 下 ｆ（ ａ作 ，Ｓ 图２ ０５ ａＹ差 作 用 下 ＭＰ ）￣
３ 结论
（１ ）白垩系生烃 凹陷 中有效烃 源岩的分 布范围控制着 油气藏的 分布区域 ，从 已发现的油气藏来 说 ，油气大多以短距离运移 、就近富
集为主。因而临近早 白垩世生烃 凹陷 或有早 白垩世烃源岩分布的构造 带 （ 区 ）油气易于富集 。 地 （ ） ２ 构造 是本 区油气藏形成 的主要控制 因素 ，沉积相带是 影响 油气 藏富集的重要因素 ，断层 的发育对 油气藏 的形成起着重要的控制 作用 ，裂缝的发育程度是影 响下白垩统 油气富集成藏及其规模的重要
图３ 定子 橡 胶 最 大伸 缩 重 曲线
橡胶 的失效 准则 ，目前 普遍 采用的是 工作压 力 小于最 大接触应 力 ，因此 对于螺 杆泵而言 ，其单级最 大密封压力就是 定转子过 盈配 合 产生的最大接触应力 ，定义为临 界密封压 力。 对橡胶等大变形材料进行 有限元分析时 ，由于其材料结构 的特殊 性 ，一般很难得到精确 的收敛解 ，为了实现模型快速有效 的求解 ，本 文在 不影响计算结果精度的条件下做如下假设 。
单螺杆泵设计及特性试验研究_沙毅
近二十年来 , 国内外学者对螺杆泵进行了大 量研究 , 也取得了一些进展[ 1-6] 。 但目前单螺杆泵 的设计还停留在经验系数在一定范围内自由选取 的阶段 。 针对这种情况 , 本文在总结和分析我国 一些优秀螺杆泵水力模型基础上 , 拟合出经验系 数 κ1 、κ2 和泵容积效率 ηV 的计算公式 , 提出一套 完整的单螺杆泵设计方法 。
Key words:screw pum p ;desig n ;pe rf o rm ance ;t est ;numerical calculatio n
0 引言
单螺杆泵是一种内啮合的密封式转子型容积 泵 , 特别适合于输送含固体颗粒杂质和高黏度介 质的液体 , 广 泛应用于污水处理 、石油 、化 工 、食 品 、制药 、造纸和其他工业 。笔者开发的潜水式螺 杆泵主要用于农村和草原 , 在口径受到限制的深 水井中抽水具有独特的效果 。
螺杆与衬套啮合后 , 在长度等于导程 T 的每
一段啮合副上形成的啮合线承受压差 , 即为单级
压力 pi 或单级扬程 H 。常用橡胶衬套泵的 pi 为 0.4 ～ 0.6MP a 。潜水式螺杆泵的衬套一般选用天 然橡胶(N R)或丁腈橡胶(NBR), 选定额定扬程 为 H = 50m 。单螺杆泵的理论流量 -理论扬程 (qVT —H T )曲线是一条直线 , 流量不随扬程变化 而变化 , 即 qVT 为常数 。但实际上随 着压力的增 大 , 通过螺杆 — 衬套副的漏损是增大的 , 所以单
螺杆真空泵故障处理 真空泵维护和修理保养
螺杆真空泵故障处理真空泵维护和修理保养螺杆真空泵故障处理：螺杆泵以其自身噪声小、节能等优势成为机械制造领域、汽车领域等多个领域生产的紧要设备之一，在提高工作效率等方面发挥着积极作用。
然而，受到诸多因素的影响，螺杆泵密封性能较差，直接影响螺杆泵的举升本领，加强对影响螺杆泵密封性能影响因素的讨论具有积极意义。
螺杆泵橡胶密封故障如何处理？螺杆泵密封性能故障紧要原因:目前，螺杆泵使用新材料改善设备整体性能，延长设备使用寿命，但是，对于设备密封性能整体情况来看，存在很多影响因素，实在表现在以下几个方面:1、橡胶衬套与转子之间压力过大在实际运动过程中，橡胶衬套与转子之间处于过盈状态，充分利用过盈接触，能够削减流体漏失。
但是，当受到内壁压力、密封腔室间压差等因素影响时，接触压力下降，产生泄漏，从而降低设备密封性。
2、橡胶衬套剪切应力在过盈搭配作用影响下，变形抗力在衬套与密封位置产生接触应力，确保相邻两个腔室间密封。
设备在运行过程中，转子与液压力之间会产生剪切力，一旦超过橡胶材料强度，势必会撕裂橡胶衬套，从而产生漏失，难以充分生产需求。
3、结构参数疲乏失效紧要是在交变应力作用影响下形成的，一般表现为低应力脆性断裂，且局部性质发生更改。
长时间使用后，使得橡胶材料性能发生变化而产生漏失问题，难以充分实际工作要求，因此，设备结构对于设备密封性具有直接影响。
螺杆泵密封性能的有效对策1、适当加添过盈量螺杆泵过盈量紧要是指金属转子与定子橡胶衬套之间过盈搭配的尺寸。
在实在工作中，定子与转子之间要存在确定的过盈，以确保封闭腔室之间的密封性。
正因如此，定子与转子之间的过盈值，会在很大程度上影响设备性能。
一般在级数不发生变化前提下，过盈量大小直接决议腔室承压本领，影响举升本领。
数据表明，大接触压力与腔室内压力之间变化趋势呈现负相关，室内压力越大，大接触压力将会随之减小。
同一腔室内压力，将会随着过盈量的加添而加添。
综上所述，当其他参数不变时，选择过盈量较大的螺杆泵能够提高其整体密封性能及举升压力，从而扩大其使用范围。
单螺杆泵检修方法及标准
单螺杆泵检修方法及标准
单螺杆泵是一种常见的机械装置，用于输送各种液体物质。
在长期使用过程中，难免会出现各种故障和问题，需要进行检修。
下面将介绍单螺杆泵检修方法及标准。
检修方法：
1. 外观检查：检查泵体、轴承、密封件等部件是否有明显的磨损或损坏，及时更换损坏的部件。
2. 拆卸检查：将泵体拆开，逐一检查各个部件的磨损、腐蚀、变形等情况，对于磨损严重的部件进行更换。
3. 测量检查：使用测量工具对泵的性能参数进行测量，如流量、扬程、转速等，发现异常及时调整。
4. 清洗：在拆卸泵体后，需要对各个部件进行清洗，避免杂质残留导致部件损坏。
5. 组装：按照拆卸的顺序将各个部件重新组装，确保安装正确、紧密。
检修标准：
1. 泵体无明显的磨损和变形，各个连接部位无松动。
2. 轴承磨损不超过规定值的±2mm，温度不超过60℃。
3. 密封件无老化、变形、磨损等现象，密封效果良好。
4. 流量、扬程、转速等性能参数符合设备说明书的要求，波动范围在正常范围内。
5. 各部件之间的配合间隙在规定范围内，传动链条松紧度适中。
6. 清洗后的各个部件要干净、无杂质、无油污，符合设备使用要求。
总之，单螺杆泵的检修需要按照规定的检修方法和标准进行，确保泵的正常运行和延长使用寿命。
同时，在日常使用中，要定期检查和维护泵，及时发现和解决问题，保证生产的安全和顺利进行。
关于单螺杆泵的分析和报告
一、螺杆泵的转速选用螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。
通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。
二、螺杆泵的品质螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。
国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。
三、确保杂物不进入泵体湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。
四、避免断料螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干磨擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。
五、保持恒定的出口压力螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。
此时电机负荷急剧增加。
传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。
为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。
ooooooo●单螺杆泵泵的工作原理单螺杆泵是一种内啮合偏心回转的容积泵，泵的主要构件：一根单头螺旋的转子和一个通常用弹性材料制造的具有双关螺旋的定子，当转子在定于型腔内绕定子的轴线作行星回转时，转定子之间形成的密闭腕就沿转子螺线产生位移；因此就将介质连续地，均速地、而且容积恒定地从吸入口送到压出端，基于这件特性，单螺杆泵特别适合于下列工况的工作。
螺杆泵橡胶套（衬套或定子）的选择
不行 很好 不行 不行 很好 一般 很好 一般 不行 不行 很好 不行
氟橡胶 PPM
很好 很好 很好 不行 很好 不行 一般 很好 很好 很好 很好 很好 不行 很好 很好 很好 很好 很好 很好 一般
氯丁橡胶 CR
很好 一般 一般 不行 不行 很好 不行 不行 不行 不行 很好 不行 不行 一般 不行 不行 很好 很好 不行 不行
丁晴橡胶 NBR
很好 很好 很好 很好 不行 很好 不行 很好 很好 不行 很好 很好 一般 很好 不行 不行 一般 很好 很好 不行
橡胶特性 耐最高温度 耐磨性 耐老化性 耐臭氧 耐蒸汽 耐燃性
丁晴橡胶 NBR 氯丁橡胶 CR 氟橡胶 PPM 乙丙橡胶 EPDM
+120°C 优 很好 不行 很好 很好
+110°C 很好 很好 优 不行 优
+200°C 优 优 优 优 优
Байду номын сангаас
+150°C 很好 优 优 优 优
表五：单螺杆泵的衬套常用橡胶
橡胶的适应性 水（污水） 植物油 矿物油 氨水 芳香族溶剂 浓碱 浓硝酸 冰醋酸 稀硫酸 浓硫酸 稀盐酸 浓盐酸 热水 汽油 甲苯 二甲苯 乙醇 煤油 柴油 氯化烃
乙丙橡胶 EPDM
很好 一般 不行 一般 不行 很好 不行 不行 很好 一般 很好 很好 很好 不行 不行 不行 很好 不行 不行 不行
含酮类物料 含醇类物料 含脂类物料 含醚类物料 泥浆 磷酸 碳酸钠 糖醛 苯 100 丙酮 亚麻子油 二硫化碳
很好 很好 很好 很好 很好 很好 很好 很好 不行 很好 很好 不行
不行 很好 不行 不行 一般 一般 不行 一般 很好 不行 很好 很好
不行 很好 不行 不行 一般 很好 很好 一般 不行 不行 很好 不行
单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因有哪些？
单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因有哪些？单螺杆泵是一种广泛应用于工业领域中的泵类设备，其中的定子橡胶套作为泵体中的紧要部件，其损坏或故障对整个泵的工作效率甚至稳定性都有侧紧要的影响。
那么单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因有哪些呢？本文将针对该问题进行分析。
定子橡胶套的作用在讨论单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因之前，我们先来了解一下该部件的作用。
单螺杆泵的工作原理是通过旋转的螺杆带动液体进行移动，其中的定子橡胶套则起到了定位和密封作用。
它的紧要作用是固定螺杆，从而保证泵能够正常工作，同时也能起到密封作用，防止泵内的液体外泄。
损坏原因一：橡胶老化定子橡胶套常用的材料为氯丁橡胶，而氯丁橡胶具有较早的老化期。
假如定子橡胶套长时间暴露在氧气和紫外线的环境下，就会导致氯丁橡胶老化，使得橡胶套的弹性和柔嫩程度下降，进而导致泵性能下降。
在碰到氧化剂和腐蚀剂等化学物质时，氯丁橡胶套也简单受到破坏。
因此，选择适当的安装位置和材料，以及确保防水、遮阳和维护常识的正确使用，是削减定子橡胶套损坏的紧要措施。
损坏原因二：过热疏于检查或保养单螺杆泵的人员，极可能会缺少发觉或未适时处理泵的过热诚况，导致定子橡胶套熔化或硬化的情况。
过热的原因紧要有以下几点：1.机械配件损坏：如轴承破损，导致泵运行不平稳，造成轴头摇摆和磨损，并让轴承温度上升。
2.泵排出本领降低：一个泵的排出本领受到出水管道的影响，特别是管道阻力对泵的影响，假如管道过长或弯曲过多，导管大小过小或设备聚积过多废料等等，也会造成泵运行不畅，影响泵的性能和正常换热。
3.液体温度过高：若液体温度超过泵体承受范围，进入到泵体内的热液体就会把定子橡胶套从内到外烤熟。
损坏原因三：操作不当除了上述两种情况，操作不当也是导致定子橡胶套损坏的紧要原因之一、1.粗暴搬运：搬运、安装或运输中，若保护不当，将会导致橡胶套损坏。
2.维护和修理错误：保养或维护不当，可能会造成橡胶套损坏。
的确，单螺杆泵的构造特别多而杂，且操作维护和修理需要专业人员具有相应的专业学问和操作技能，否则对其进行修理可能会造成不必要的损坏。
057_单螺杆泵螺杆和衬套的参数化有限元分析
2006年用户年会论文单螺杆泵螺杆和衬套的参数化有限元分析杨秀萍郭津津天津理工大学机械工程学院天津，300191[ 摘要 ] 采用有限元法对单螺杆泵的螺杆和衬套进行静态分析，得到了螺杆的应力、应变云图和衬套在均匀压力作用下的应力、应变及变形随压力变化的分布规律；对螺杆的直径和导程，衬套的材料进行参数化研究和灵敏度分析，得到了优化参数，为螺杆泵的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。
[ 关键词]螺杆；衬套；橡胶；有限元法；参数化Parametric finite element analysis of screw and statorin a helical rotor pumpYANG Xiuping GUO JinjinSchool of Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology Tianjin, 300191[ Abstract ] Finite element method is applied to static numerical simulation of screw and stator in a helical rotor pump. Stress and strain contours of the screw and stator, deformationdistribution of the stator under an even inner pressure are obtained. Parametric andsensitivity studies on diameter and lead of screw, the material of stator, are implemented.Optimum parameters have been obtained. This research provides theoretical basis andeffective simulation method for screw pump optimization design.[ Keyword ] screw; stator; rubber; finite element method; parametric analysis1前言单螺杆泵是一种内啮合的封闭式螺杆泵，可用于输送中性或腐蚀性的液体，广泛应用于食品、纺织、造纸、石油、化工、建筑等领域。
螺杆泵的工作特性分析及应用探讨
螺杆泵的工作特性分析及应用探讨摘要：作为—种新型的人工升举方式，螺杆泵因其投资少、结构简单、操作灵活方便等特l生备受青睐与肯定，在我国油田中发挥了重要作用，是油田开采的主要方式。
但是不可否认的是.在实际使用过程中.螺杆泵在依然存在不完善之处。
需要我们在下一步设计中有所优化。
本文主要针对螺杆泵的工作特性进行分析，探究了其改进方式与应用发展。
随着科技的发展，机械采油在石油开采中发挥了越来越大的作用，相比较于传统的人工操作，其技术更加成熟，操作更加方便，在性能上更具有稳定性，在世界各国油田开采中发挥了重要作用。
目前我国的油田开采在经历成熟发展后逐渐进入到油田开采的后一阶段，机械开采的优势更加明显。
近年来新问世的螺杆泵成为机械采油的主要采油设备，利用前景十分广阔，为我国油田的开采注入了新的活力。
1.目前国内螺杆泵的种类分析在当前形势下，我国的螺杆泵主要分为两种形式，一种为地面驱动型单螺杆泵，另一种是潜油电机驱动的螺杆泵，是我国目前主要的两大采油系统。
前者主要借助地面的动力带动抽油杆柱旋转，最终达到转子低速转动进行生举开采。
后者主要是借助井下的潜油机直接驱动螺杆泵来进行采油作业。
这两种形式的螺杆泵在我国国内油田开采中都比较有市场。
2.螺杆泵的工作特性分析螺杆泵作为我国油田开采的主系统，有着独特的工作特性与工作原理，鉴于在使用中发现的不足，我国积极加大对螺杆泵的改良分析，从螺杆泵的容积效率、定子型线、过盈量三个方面对螺杆泵工作特性进行了阐述。
2.1.螺杆泵的容积效率我国华东石油大学针对机械开采进行了项目专题研究，试验内容主要涉及介质温度、粘度两大因素对螺杆泵的工作特性影响情况。
通过试验我们发现，介质温度与粘度对螺杆泵影响最为明显的是螺杆泵容积效率，在此次研究中对螺杆泵的实际工作特性曲线进行了一定的数值模拟，尝试探讨了螺杆泵的定子橡胶溶胀情况对容积效率的明显影响，大量的研究结果表明，对螺杆泵的结构参数与工作参数进行结构上的优化可以明显的改善设备损耗，延长螺杆泵的使用寿命与工作周期。
双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套力学性能仿真
双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套力学性能仿真韩传军1,任旭云1,李丽2,郑继鹏3(1.西南石油大学机电工程学院,四川成都610500;2.中国石油新疆油田公司,新疆克拉玛依834000;3.成发科能动力工程有限公司,四川成都610502)来稿日期：2019-01-17基金项目：国家自然科学基金资助项目(51474180)作者简介：韩传军,(1979-),男,河南虞城人,博士研究生,副教授,主要研究方向:石油矿场机械现代设计及仿真研究;任旭云,(1992-),男,四川南充人,硕士研究生,主要研究方向:石油矿场机械现代设计及仿真研究1引言螺杆泵作为一种新兴的人工举升设备,以其独特优势备受国内外油田重视,在一般原油井的生产和高粘度、高含砂稠油井的生产中得到了广泛应用,并且取得了明显的经济效益[1-2]。
与常规单螺杆泵相比,双头单螺杆泵具有排量大、效率高、扬程高、流量平稳等优点[3-4],采油螺杆泵呈现由单头向多头发展的趋势[5],应用前景极其广阔。
双头螺杆泵的结构图,如图1所示。
其主要工作部件是三头定子衬套和两头转子,定子衬套通常为丁腈橡胶材料,并将其硫化在金属缸套上,转子多为钢制螺杆[5]。
定子衬套在工作载荷下易发生过大变形,严重影响了螺杆泵的效率,这是制约双头螺杆泵进一步推广使用的主要因素。
等壁厚橡胶定子衬套是螺杆钻具和螺杆泵产品中近年来开摘要：为研究双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套的力学性能,建立了常规衬套和等壁厚衬套的计算模型。
采用有限元法分析了均匀内压和初始接触状态下两种衬套的受力情况,由此将两种衬套的力学性能进行对比。
计算结果表明:在均匀内压下,双头单螺杆泵常规型衬套最大位移出现在内壁凸起处,而等壁厚衬套的最大位移出现在圆弧凹陷处;相同压力下,等壁厚衬套的位移和应力均小于常规衬套;等壁厚衬套对压力的敏感程度低于常规衬套,具有更好的抗压抗变形能力;初始接触状态下,等壁厚衬套的接触压力更大,密封性能更好,但是等壁厚衬套的应力场扩散至了衬套外壁,这就要求衬套与缸套间必须具有更大的粘结强度。
单螺杆磨坏因素分析
单螺杆磨坏因素分析单螺杆泵磨坏五点因素:一、每种塑料，都有一个更好塑化的加工温度范畴，应该调整料筒加工温度，使之接近这个温度范畴。
粒状塑料从料斗进入料筒，首先会到达加料段，在加料段必然会出现干性磨擦，当这些塑料受热不足，熔融不均时，很易导致料筒内壁及螺杆表层磨坏增加。
同样，在压缩段与均化段，如果塑料的熔融状态紊乱不均，也会导致磨坏增快。
二、转速应调校得当。
由于部分塑料加有强化剂，如玻璃纤维、矿物质或其他填充料。
这些物质对金属材质的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。
在注塑这些塑料时，如果用高的转速成，则在提升对塑料的剪切力的同时，亦将令强化相应地发生更多被撕碎的纤维，被撕碎的纤维含有锋利末端，令磨坏力大为增大。
无机矿物质在金属表层迅速滑行时，其刮削用处也不小。
所以转速不可以调得太高。
三、螺杆在机筒内运转，物料与二者的磨擦，使螺杆与机筒的运转表层逐渐磨坏：螺杆直径逐渐缩小，机筒的内孔直径逐渐加大。
这样，螺杆与机筒的配合直径缝隙，随着二者的逐渐磨坏而一点点加大。
可是，由于机筒前面机头与分流板的阻力没有改变，这就增大了被挤塑物料前进时的漏泵流量，即物料从直径缝隙处向进料方向流动量增大。
结果使塑胶机械制造量下降。
这种状况又使物料在机筒内停留时间增大，导致物料分解。
如果是聚乙烯，分解发生的氯化氢汽体加强了对螺杆与机筒的腐蚀。
四、物料中如有碳酸钙与玻璃纤维等填充料，能加快螺杆与机筒的磨坏。
五、由于物料没有塑化均匀，或是有金属异物混入料中，使螺杆运转扭矩力突然增大，这种扭矩超出螺杆的强度极限，使螺杆扭断。
这是一种非常规事故损坏。
螺杆泵是依靠泵体与螺杆所造成的啮合空间容积变化与位移来传输介质或使之增压的回转泵。
螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双螺杆泵与三螺杆泵等。
当主动螺杆运转时，驱动与其啮合的从动螺杆一起运转，吸入腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐增加，压头减低。
介质在压差用处下进入啮合空间容积。
当容积增至极限而造成一个密封腔时，介质就在一个个密封腔内连续地沿轴向位移，直至排出腔一端。
修复螺杆泵衬套和螺杆的方法
修复螺杆泵衬套和螺杆的方法螺杆泵是一种广泛应用于石油、化工、电力等行业的输送设备，其主要工作部件是螺杆和衬套。
由于长时间的使用和磨损，螺杆泵的衬套和螺杆会出现磨损、腐蚀、断裂等问题，影响设备的正常运行。
因此，对螺杆泵衬套和螺杆的修复具有重要意义。
本文将介绍修复螺杆泵衬套和螺杆的方法。
一、螺杆泵衬套和螺杆磨损的原因1. 材料原因：衬套和螺杆的材料选择不当，导致其在运行过程中出现磨损。
2. 润滑不足：润滑油的选择不当或润滑油质量不合格，导致衬套和螺杆之间的摩擦增大，进而产生磨损。
3. 介质中含有杂质：介质中的硬颗粒、腐蚀性物质等杂质进入衬套和螺杆之间，导致磨损加剧。
4. 操作不当：操作人员对设备的操作不熟练，导致衬套和螺杆承受过大的载荷，加速磨损。
5. 设计问题：螺杆泵的设计不合理，导致衬套和螺杆在运行过程中承受过大的压力和摩擦力。
二、修复螺杆泵衬套和螺杆的方法1. 更换衬套和螺杆：当衬套和螺杆磨损严重，无法修复时，可以采用更换新件的方法进行修复。
更换时应注意新件的尺寸、材质等参数应与原配件一致，以保证设备的正常运行。
2. 堆焊修复：对于磨损较轻的衬套和螺杆，可以采用堆焊的方法进行修复。
堆焊时应注意选用与基材相近的焊材，以保证焊接强度。
同时，堆焊后应进行打磨处理，以消除焊接痕迹，保证衬套和螺杆的配合精度。
3. 刷镀修复：对于局部磨损的衬套和螺杆，可以采用刷镀的方法进行修复。
刷镀时应注意选用合适的镀层材料，以保证镀层的耐磨性能。
同时，刷镀后应进行打磨处理，以消除镀层表面的凹凸不平，保证衬套和螺杆的配合精度。
4. 粘接修复：对于磨损较轻的衬套和螺杆，可以采用粘接的方法进行修复。
粘接时应注意选用合适的粘合剂，以保证粘合强度。
同时，粘接后应进行适当的固化处理，以保证粘合效果。
5. 表面硬化处理：对于磨损较轻的衬套和螺杆，可以采用表面硬化处理的方法进行修复。
表面硬化处理可以提高衬套和螺杆的表面硬度，从而延长其使用寿命。
单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因有哪些
单螺杆泵定子橡胶套常见的损坏原因有哪些
1、螺杆泵定子橡胶脱壳主要是胶粘剂选择不当、泵内表面光亮处理不当或内表面不洁等因素造成的。
2、螺杆泵定子橡胶掉块的主要原因是橡胶硬度过大，橡胶硫化时“过硫”、橡胶“早期硫化”或定子及转子配合的过盈量过大等。
3、对于螺杆泵定子中橡胶出现不耐磨的现象，其主要原因是螺杆泵所输送介质含有大量杂质，而橡胶定子的拉伸强度远低于压缩强度。
一旦有硬颗粒杂质嵌入后，橡胶的硬颗粒在受到转子旋转的拉力作用时，定子表面就会产生拉伸变形，使之出现分子链的断裂。
也就是说，它超过了分子链的强度，所以定子会开裂并扩展直至橡胶损坏。
此外，泵运行时定子受到硬颗粒的切削作用而产生的磨损也是定子被破坏的重要原因。
所以正确选择橡胶化合物尤为重要，如果选择不当，定子将会更容易磨损。
4、螺杆泵定子齿形曲线变形的主要原因包括：橡胶抗压缩变形性能差、压制橡胶的生产工艺控制有问题造成硫化不够，压制用的定子型芯形状不准确、压制时定子型芯放置偏心、定子型芯表面质量或定子腔橡胶表面质量差等因素。
为了保证橡胶定子的质量，首先要根据工况以及介质条件正确选择橡胶品种。
在定子保存时，要避免阳光照射，避免存放于零下20℃或高温环境中，并避免与粉尘或油污等污染和腐蚀性介质接触，同时存放时间太久很容易老化，应及时使用。
影响螺杆泵密封性能的原因及对策分析
影响螺杆泵密封性能的原因及对策分析发布时间：2022-07-07T00:50:52.062Z 来源：《科学与技术》2022年3月第5期作者：李纲孙洪辉[导读] 密封性能是螺杆泵中经常发生的问题。
李纲孙洪辉大庆炼化公司黑龙江大庆 163411摘要：密封性能是螺杆泵中经常发生的问题。
本文主要阐述了螺杆泵的概述和工作原理，找出螺杆泵密封性能出现问题的原因，给出解决的办法，提高螺杆泵密封性能。
关键词：螺杆泵密封性能原因目前我国螺杆泵的发展速度越来越快，因为有着自身的多种优点所以被广泛的应用。
螺杆泵一般分为两部分，转子和定子，两部分之间有一定的空间，一般转子围绕定子运动，螺杆泵在工作的时候，空腔内的液体会向排出端进行运动，达到液体排出泵外的效果，然后在空腔内又会有新的液体被带入，经过反复的此过程运动，最终实现螺杆泵平稳运行。
1.造成螺杆泵密封性能故障的主要原因我国目前螺杆泵的研究发展方向为新材料的使用，达到改变螺杆泵的整体性能和延长使用寿命，但是螺杆泵的密封性能还是受到很多因素的影响，主要表现在以下几个方面：1.1 橡胶衬套与转子之间压力过大螺杆泵在实际的工作状态中，其中转子和橡胶轴套之间往往存在过盈的问题，过盈的现象可以有效的减少流体的损失，但是因为过盈的问题导致螺杆泵的内壁压力和密封腔压力产生压力差，压力差的产生降低了密封性能，从而导致泄漏。
螺杆泵的过盈量是指螺杆泵的内部结构橡胶内衬和转子之间的过盈量大小尺寸，螺杆泵内部定子和转子之间的过盈量关系直接由这个尺寸的大小决定。
想要螺杆泵的密封性能完好，就要保持螺杆泵处于一个良好的过盈量，保障密封室内的定子和转子之间尺寸完美的配合，螺杆泵的密封性能受这个工作流程的影响较大，螺杆泵内过盈量大小在级数没有发生改变的前提下，密封腔内的定子和转子承载压力的大小受到过盈量直接影响，最终对螺杆泵内部的举升能力有着明显的影响，想要对螺杆泵的举升能力进行增加，就要加大螺杆泵内部的过盈量，进而加强密封腔内定子和转子的密封性能。
单螺杆泵定子有限元分析
收稿日期 :2007209226 基金项目 :黑龙江省教育厅科学技术攻关项目“螺杆泵举升性能研究”(10551011) 作者简介 :叶卫东 (19752) ,男 ,四川巴中人 ,讲师 ,硕士 ,主要从事油田用螺杆泵的研究工作 , E2mail : yewdguoys @163. com 。
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2008 年 第 37 卷 石 油 矿 场 机 械 第 4 期 第 44 页 OIL FIELD EQUIPMENT 2008 ,37( 4) :44～46 文章编号 : 100123482 (2008) 0420044203
图 6 单螺杆泵定子橡胶衬套的应力
应变分布规律 (图略) 与应力完全一致 ,只是数 值不同 ,最大应变为 1. 05 %。对于橡胶材料来说 , 承受这么大的应变是没有问题的 。
参考文献 : [ 1 ] 张 劲 ,张士诚. 常规螺杆泵定子有限元求解策略 [J ] .
机械工程学报 ,2004 ,40 (5) :1892193. [ 2 ] 商跃进. 有限元原理与 ANS YS 应用指南 [ M ] . 北京 :
清华大学出版社 ,2005. [ 3 ] 周 宁. ANS YS 机械工程应用实例[ M ] . 北京 :中国水
利水电出版社 ,2006.
收稿日期 :2008201208 作者简介 :齐明侠 (19552) ,男 ,河北故城人 ,教授 ,1982 年毕业于华东石油学院石油矿场机械专业 ,现从事石油机械设计 、 制造方面的教学与科研工作 , E2mail :jdxzr @hdp u. edu. cn 。
螺杆泵故障分析和处理
系统。（d）注意螺杆内部回油系统中的孔径、平衡活塞的 力也上不去。
间隙、滑动轴承的尺寸公差是否符合规定要求。适当缩小
（d）所输入的液体介质粘度低于规定的粘度范围值，
机械工程师 2011 年第 11 期 167
解决方案
SOLUTION 工艺 / 工装 / 模具 / 诊断 / 检测 / 维修 / 改造
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螺杆泵故障分析和处理
程爱华 （黄山工业泵制造有限公司，安徽 黄山 245021）
摘 要：针对螺杆泵在使用过程中的流量、压力、噪音、轴承温度、部件磨损、机封等方面出现的故障，分析了产生故障的
原因，并给出了相应的处理方法。
（2）机组安装和系统布置产生的因素 （a）泵的电机和联轴器安装时应保持对中、同心，随 着机组的转速提高，其安装精度也要相应提高。 （b）系统管路布置要合理，尽量减少弯头阀门长度， 必要时做系统管道阻力计算，其值不要超过泵允许吸入 能力，同时要计算原中心与油箱或油池液面的相对几何 高度，此值与管道阻力一起考虑，不要超过规定要求。 （c）系统装置的油箱要有足够的油量，使其保证有足 够的液面高度，对于油面有变化的油舱，油罐应有最低液 面报警装置，或保护设备避免泵产生汽蚀或抽空现象，尤 其对三螺杆泵更为重要。 （d）泵吸入管道的布置不应有高于泵吸口高度的弯 管现象（增压的管道除外）存在，同时管道连接处、阀门等
大，造成流量下降，随之压力下降。按规定，当流量比原来 要增加，三螺杆泵取 80 目以上，双螺杆泵取 40~60 目。
下降 15%时，就要更换磨损的零部件，确保泵的经济性。
（f）对于高粘度介质液体在泵吸口要设置加热设备，
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单螺杆泵衬套的收缩变形分析周培垄，顾寄南*，刘元琦（江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013）摘要：针对单螺杆泵衬套曲面形状的变形问题，对影响橡胶收缩率的因素、温度变化与衬套形状之间的关系和衬套模芯曲线形状修正方法等问题进行了研究。
采用温度场与结构应变场的耦合分析的方法，利用有限元分析软件ANSYS 模拟了衬套出模冷却时的温度场，分析了螺杆泵衬套形状随温度的变化特点。
研究结果表明，硫化温度与工作温度差异越大，衬套的变形越明显，并呈现出头部变形小、腰部变形较大的特点，通过适当缩小螺杆泵模芯腰部尺寸可以减小温度变化对其最终形状的影响，提高衬套的形状精度。
关键词：单螺杆泵衬套；温度变化；变形；有限元分析中图分类号：TH327；TH145文献标志码：A文章编号：1001-4551（2014）08-0963-04Deformation analysis of single-screw pump bushZHOU Pei-long ，GU Ji-nan ，LIU Yuan-qi（School of Mechanical Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang 212013，China ）Abstract ：Aiming at the problem of the deformation of the shape of pump bush ，the relationship between temperature and bush shape ，the way to refine the shape of bush and the factors that influence the shrinkage of bush were investigated.The temperature field of the bush was simulated through Finite Element Analysis by combining the temperature field and the structure field.The results show that the more differences between the vulcanization temperature and working temperature ，the greater deformation of the bushing ，the deformation of head is small ，while the deformation of waist is large.By reducing the size of waist could ease the influence of temperature change ，thus the size accuracy of the pump bush is refined.Key words ：single-screw pump bush ；temperature change ；deformation ；fimite element analysis （FEA ）DOI ：10.3969/j.issn.1001-4551.2014.08.002收稿日期：2014-02-28作者简介：周培垄（1990-），男，河南驻马店人，主要从事CAD/CAM 方面的研究.E-mail ：zhoupeilong0@ 通信联系人：顾寄南，男，教授，博士生导师.E-mail ：gjnan@0引言单螺杆泵是一种性能优良的转子式容积泵，其主要工作部件由具有螺旋空腔的衬套和与它啮合的螺旋转子组成。
两者的截面型线必须保持共轭关系，如果这种关系被破坏，螺杆泵就会出现溢流现象［1-3］。
其共轭关系如图1所示。
为了减小溢流现象的出现，橡胶衬套（定子）与螺杆转子要保持一定的过盈量来保证密封，过盈量过大会造成启动力矩增大，可能造成卡死；过盈量过小会导致衬套与转子密封被破坏，导致输出压力不足。
张劲等人［4］研究了衬套有限元分析的求解策略和三维模型和平面模型在受力时的变形差异，王可等人［5］利用有限元法研究了衬套在均匀内压下和非均匀内压下的变形，即工作时受力变形，暂无关于衬套压制成型过程的热力耦合分析。
实际生产通常采用丁腈橡胶材料在高温条件下压制成衬套，图1衬套与定子的共轭关系第31卷第8期2014年8月Vol.31No.8Aug.2014机电工程Journal of Mechanical &Electrical Engineering使用时的温度低于压制成型时的温度，而且工作温度会随着时间变化，这些都会导致衬套形状发生变化。
本研究针对上述问题，采用有限元法分析衬套形状随温度的变形规律，为选择合理的过盈量和为衬套模芯形状补偿提供理论参考，保证螺杆泵共轭副在不漏失的前提下选择较小的过盈量。
1橡胶衬套压制过程及其收缩率螺杆泵衬套所用橡胶通常为丁腈橡胶（NBR ），它是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制作而成，其耐油性极好，耐磨性较高，粘结力强，耐热性能和物理性能优异。
其加工大致分为4个过程：塑炼、混炼、压出、硫化。
经过塑炼和混炼后，橡胶呈现出面团状，在70℃~80℃下压入模具进行硫化。
硫化是指橡胶的线型大分子通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。
橡胶经过硫化后从塑性的混炼胶变为高弹性的或硬质的交联橡胶，从而获得更好的机械物理性能和化学性能，硫化是最后一道工序，硫化温度、硫化压力和硫化时间对橡胶衬套最终性能的影响较大［6］，一般硫化温度为150℃~190℃。
加工装配示意图如图2所示。
（a ）加工示意图（b ）三维模型图2衬套的加工示意图和三维模型由于丁腈橡胶的线膨胀系数（约为20E-5）与螺杆的线膨胀系数（约为1.1E-5）相差18倍之多，当橡胶衬套出模冷却后，其尺寸必然会小于螺杆尺寸［7］。
其收缩率可用下式表示：Q =D 模芯-D 衬套D 模芯（1）2影响橡胶衬套收缩率的因素橡胶是一种高弹性材料，具有易变形的特点。
影响橡胶衬套收缩率的因素很多，如橡胶热膨胀系数、壁厚、有无骨架、含胶量、胶料致密程度及硫化工艺等。
橡胶的原材料是由几种不同的生胶和一些添加剂组成的，其中生胶的含量也叫做含胶量，对橡胶的弹塑性有较大的影响，进而影响橡胶的收缩率。
同样的原材料配比，如果硫化工艺不同，最后橡胶呈现的综合力学性能也不同，硫化工艺的3个要素为：硫化压力、硫化温度、硫化时间。
一般来说，硫化压力越大，橡胶分子组成越致密，分子间的间隙也越小，硫化收缩率相对越小。
但是硫化压力不是越大越好，如压力过大则会降低衬套的物理机械性能，释放压力后会出现回弹现象。
所以硫化压力应控制在一定的数值内。
硫化温度越高，收缩率越大，每提高10℃，收缩率增大0.1%~0.2%，硫化温度越高所需的硫化时间越短。
橡胶收缩率随着含胶量和硫化后的邵氏硬度的关系如图3所示。
从图3中可以看到，橡胶材料的收缩率随着含胶量的增加而增大，随着邵氏硬度的增大呈现先减小后增大的变化趋势。
（a ）橡胶收缩率与含胶量的关系（b ）橡胶收缩率与邵氏硬度的关系图3橡胶收缩率的变化趋势当硫化后衬套的邵氏硬度<85时，其收缩率随着硬度的增加而减小，当邵氏硬度>85时，其收缩率随着硬度的增大而增大，当邵氏硬度=85左右时，其收缩率机电工程第31卷··964最小。
3橡胶衬套收缩变形模拟分析3.1滞后热量损失分析金属转子在橡胶定子型腔中旋转时会受到摩擦阻力，转子与定子之间存在接触应力，由于橡胶的粘弹性，在转子旋转时会产生滞后热量［8］，定子的应力和应变可以表示为：ε=ε0sinωt（2）σ=σ0sin(ωt+δ)（3）式中：ε0—定子的最大应变，mm；σ0—定子的最大应力，MPa；ω—转子的角速度，rad/s。
根据迟滞效应导致橡胶温升的机理，转子转动一周产生的能力损耗为：Q=2∫0πωσdεd t d t=πE′ε20tanδ（4）式中：E′—弹性模量，MPa；δ—迟滞损耗因子。
节点的生热率为：q=QT=πnE′ε20tanδ（5）式中：n—定子的转速，r/s。
产生的热能使定子的温度升高，为了模拟衬套出模冷却和工作时其端截面形状随温度的变化，根据转子的转速n=3r/s，橡胶迟滞损耗因子tanδ=0.05，本研究通过有限元分析法求解衬套冷却时的温度场分布，并利用热力耦合分析得到衬套形状随温度的变化。
3.2有限元分析本研究的衬套外径为142mm，橡胶最小厚度为5mm，端截面轮廓是由短幅内摆线的等距线组成。
根据已有的研究结论，通过三维模型和平面应变模型所求出的定子橡胶衬套的变形规律基本一致，这种情况下可以用平面模型来代替三维模型，也可提高求解效率，因此本研究采用平面模型。
将变形较小的丁腈橡胶视为不可压缩材料，按线弹性材料处理，这种材料根据自身硬度的不同其弹性模量E和泊松比μ也不同，一般可取E=4MPa，μ=0.499，材料参数如表1所示。
表1材料参数材料45钢丁腈橡胶热导率/（W/（m℃））50.20.25弹性模量/MPa2.1E+94泊松比0.30.499线膨胀系数1.1E-52E-4热力学分析。
本研究采用PLANE77作为热分析单元进行网格划分，初始条件硫化温度为150℃，空气温度25℃，模型与周围环境的热对流系数20W/m2。
根据式（5）计算出的生热率q=0.8，加载体热载荷，得到的有限元模型和温度场如图4所示［9-10］。
（a）有限元模型（b）温度场图4有限元模型和温度场衬套的温度场云图如图4（b）所示，根据图4（b）可以得出：衬套的温度场是不均匀的，具体表现为钢套和衬套头部冷却较快，温度分布比较均匀，在腰部较厚的地方表现为中间高两边低的特点，大致呈现出椭圆形的分布规律。
热力耦合分析。
本研究将热分析单元PLANE77转换为结构实体单元PLANE183，加载上述热分析结果，施加固定约束到钢套外表面，得到耦合后的位移图和位移方向图。
橡胶衬套变形前、后的轮廓形状和变形云图如图5所示。
（a）衬套变形云图（a）变形方向图5衬套变形云图和变形方向第8期周培垄，等：单螺杆泵衬套的收缩变形分析··9653.3结果分析（1）计算结果表明：橡胶衬套的最大位移变形出现在衬套的腰部，头部变形较小，变形量随着橡胶厚度的增加而增大。
衬套的变形方向近似于沿着轮廓的法线方向。
本研究为了得到衬套的收缩量和硫化温度的关系，取硫化温度为150℃~190℃进行有限元分析，得到硫化温度与变形量（最大值）的关系图如图6所示。
图6硫化温度与最大收缩量的关系（2）本研究分别在温度为150℃、25℃（常温）、100℃（工作温度）时进行热力耦合分析，在后处理中提取轮廓边界节点沿着X 轴和Y 轴的变形量，通过计算分别得到了衬套冷却到常温和工作时实际的端截面形状，衬套曲线与温度的关系如图7所示。