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轴向压力和径向压力的作用分析

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:轴向压力的计算 由泵的结构知,介质作用在从动螺杆上的轴向压力,通过止推凸缘作用在主动螺杆上,故两根螺杆的全部轴向力都由主动螺杆承受。因此不必计算介质作用在每根螺杆上的轴向压力,只需计算主动螺杆承受的总的轴向压力pz。根据经验和实际应用的效果,在设计A型双螺杆泵时可不必作径向压力计算。

轴向压力和径向压力的作用分析

(1)轴向压力的计算 由泵的结构知,介质作用在从动螺杆上的轴向压力,通过止推凸缘作用在主动螺杆上,故两根螺杆的全部轴向力都由主动螺杆承受。因此不必计算介质作用在每根螺杆上的轴向压力,只需计算主动螺杆承受的总的轴向压力pz

设主动螺杆伸出泵体外的轴径为d1,主动螺杆和从动螺杆上、下平衡活塞直径均为d2大气压力pa,上平衡活塞d2顶端的轴封腔内的压力为pf。若不考虑零压力工况摩擦损失引起的因素,在类似三螺杆泵轴向压力高压平衡液压卸荷的结构时,作用在主动螺杆上总的轴向压力pz

式中 978-7-111-29794-9-Chapter04-239.jpg——介质作用在两根螺杆横截面为螺杆衬套孔的面积上的轴向压力,由式(4-94)得

立式泵的pz还需加上两根螺杆的自重g1g2。初计算时,螺杆平衡活塞的直径d2可由式(4-112)求得

所以d2≈0.707D (4-112)

(2)径向压力计算 О.А.Пыж提出的径向压力计算结果如下:

1)作用在主动螺杆上的径向压力978-7-111-29794-9-Chapter04-242.jpg

①作用在主动螺杆螺旋面的径向压力的合力978-7-111-29794-9-Chapter04-243.jpg,分解为方向与两根螺杆中心连线的方向(假设为x轴方向)978-7-111-29794-9-Chapter04-244.jpg和与x轴相垂直的方向978-7-111-29794-9-Chapter04-245.jpg,大小为

②作用在主动螺杆螺旋外圆柱表面和内圆柱表面的径向力的合力978-7-111-29794-9-Chapter04-247.jpg,方向为与两根螺杆中心连线相垂直的方向(即假设为y轴方向),大小为(www.xing528.com)

由式(4-113)和式(4-115)得,作用在主动螺杆上径向压力在y轴方向的分力为

由式(4-113)和式(4-116)可求得作用在主动螺杆上径向压力合力978-7-111-29794-9-Chapter04-250.jpg及其方向。

2)作用在从动螺杆上的径向压力978-7-111-29794-9-Chapter04-251.jpg

①作用在从动螺杆外圆柱表面和内圆柱表面的径向压力合力978-7-111-29794-9-Chapter04-252.jpg,方向与y轴一致,大小为

②作用在从动螺杆螺旋外圆柱表面和内圆柱表面的合力978-7-111-29794-9-Chapter04-254.jpg,方向与两根螺杆螺杆中心线连线相垂直的方向(即假设为y轴方向),大小为

由式(4-117)和式(4-118)得作用在从动螺杆上的径向力合力pr2的方向与y轴一致,大小为

笔者认为A型双螺杆泵应用于低压工况,介质作用在螺杆上的径向压力并不大,而且螺杆螺旋的工作长度通常取1.6T1,因此承受径向压力的螺旋外圆柱表面积较大,单位面积承受的压力就较小。根据经验和实际应用的效果,在设计A型双螺杆泵时可不必作径向压力计算。因此在介绍径向压力计算时,略去其推导的过程,仅介绍其计算结果,供设计者参改。

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