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螺杆泵转子与定子的关系


到目前为止,我们假设螺杆泵转子和定子之间是理想的(零)合作。对于实际的泵或螺杆钻具,这种合作可能不是零合作。为了减少滑动(获得高容积效率,即泵流量尽可能大),转子直径应稍大,或螺杆泵的定子直径应较小,产生过剩(即减少滑动)。典型的例子是与低粘度流体紧密配合,粘度阻力小,从高压到低压容易滑动(流体泄漏)。但如果配合过紧,金属转子和定子橡胶衬套之间会有很大的摩擦,需要高运行和高启动扭矩来降低整个系统的效率。高启动扭矩非常重要。众所周知,如果螺杆泵转子和定子的配合设计太紧密,就很容易出现问题。过早磨损,包括逐渐或突然磨损(称为橡胶老化),是过紧的信号。在流量和扭矩之间,以及泵的可靠性和橡胶的使用寿命之间要有妥协的解决方案。


有时,为了应用于高温场所,设计人工放大间隙,以适应高温环境中温度升高引起的热膨胀,使配合更加紧密。对于这种设计,根据应用条件、橡胶性能等,配合可以减少到0.020~0.080in。显然,在这样的例子中,工厂测试减小尺寸的设计意义不大,因为过冷间隙滑动(即泵流量明显减少)在高温下很难检测螺杆泵,而且很少。


径向配合在尺寸值之间发生变化,并沿密封线发生变化。由于各种因素,决定改变哪个直径(螺杆泵转子和定子)以获得所需的配合。例如,转子尺寸的理论值保持不变。通过使用不同定子橡胶注入的衬芯来改变配合,转子可以标准化。泵的制造商要向衬芯注入大量定子橡胶,以制造小于标准尺寸的定子。相反,如果只有一个定子衬芯(定子尺寸标准化),则要制造不同配合的转子,以满足各种配合的需要。每种方法都有其优缺点。定子标准化方法不允许橡胶在开发过程中出现错误和错误。由于热膨胀系数高的橡胶硫化过程复杂,其他工艺变化,橡胶微调总是非常困难。一旦橡胶设计完成,制造商通常希望一劳永逸地使用,并可能更喜欢通过不同的转子尺寸获得不同的配合。螺杆泵转子的加工工艺相对简单。相反,用户更有可能尝试使用不同的螺杆泵转子。

假设螺杆泵转子的尺寸没有改变(保持理论值),通过改变螺杆泵定子的尺寸来满足合作的需要。因此,我们增加了理论尺寸测量(零刻度)(即dmo、djo、dmo和djo。


因此,螺杆泵定子的实际尺寸是:


Dj=-Djo+2cj(26)

Dm=Dmo12cm(27)

(但dj=djo,dm=dmo)

  即

2Cj=Dj-Djo(28)

=Dm-Dmo(29)


建立上述关系的符号协议:正配合表示间隙配合,负配合表示过盈配合。


+0.020in表示20mil间隙(用大定子衬芯做大定子),0.030in表示30mil过盈(即用小定子衬芯做小定子)。


配合过程障碍物是根据螺杆泵转子和定子尺寸计算的。首先,假设螺杆泵转子的理论尺寸等于测量尺寸。然后可以计算螺杆泵定子的理论尺寸。定子测量值与理论值的区别在于配合尺寸,即间隙配合和负过盈配合。


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