通过搭建试验台对两种不同流量的三螺杆泵进行模拟试验,对不同工况下三螺杆泵产生气蚀和自激振动的机理进行了分析。试验表明,自激振动引起的振动和噪声远大于气蚀产生的振动和噪声,且自激振动会引起系统流量和压力的剧烈波动。文中指出增加泵出口压力有利于降低气蚀影响。通过对某核电机组自激振动案例的分析,提出了配备安全阀的容积式泵避免自激振动的措施。

为实现甲板机械核心动力部件螺杆泵的低振动噪声运行,对螺杆泵进行流体仿真,分析其流体激励及脉动特性。针对某2000 L/min流量型低压大流量螺杆泵进行流体动力学分析,建立适用于三螺杆泵的三维非定常流体计算分析方法。在流体仿真的基础上,探究三螺杆泵工作特性及局部流动特征,并进一步针对流量及转子流体激励力脉动特性进行分析。计算结果表明,三螺杆泵流量脉动极小,且以轴频及其倍频为主;泵转子各方向受力相差较大,但脉动幅值较小。

某核电站密封油泵采用三螺杆泵,长期存在异音及振动大的问题,严重威胁系统的安全运行。为了查找导致该问题的具体原因,对相关的系统和设备进行理论计算及现场排查,最终发现导致该问题的根本原因为泵的汽蚀余量不足,在系统中其他因素的扰动下,发生汽蚀和吸空现象。现场通过调整密封油泵上游真空箱的真空度,增加真空箱的液位高度,来增大泵的汽蚀余量;并通过减少泵入口气泡、整定泵出口压力、提高泵的介质温度等工作,来降低外部扰动和提高泵的自吸能力,从而解决了密封油泵的汽蚀问题。

目前对三螺杆泵的研究趋向于高速、高压、大流量,提高三螺杆泵工作效率的关键是严格控制螺杆变形及间隙以减少泵内泄漏。以三螺杆泵为研究对象,通过泵内流场和螺杆的结构分析,将两者进行耦合得到不同工况下螺杆的变形和应力分布规律。通过分析在耦合作用下的螺杆变形结果可见:主、从动螺杆的啮合间隙大小是影响三螺杆泵容积效率的关键因素之一,适当调整主、从动螺杆的间隙,可避免螺杆之间磨损加剧甚至抱死现象。对比扭矩和流体压力单独作用下以及二者流固耦合作用下的螺杆变形和应力变化发现:流固耦合作用下的螺杆变形和应力与转速呈反比关系,而与功率和输出压力呈正比关系。

为开发输送水基抗燃液压液的三螺杆泵,测量了水乙二醇难燃液压液黏温特性曲线,建立了三螺杆泵三维模型,进行了CFD数值分析和试验验证。CFD仿真计算时,为避免网格数量过多或出现负体积而无法保证实际啮合间隙问题,采用SCORG软件对泵内流道进行了共形结构网格的划分,并结合Pumplinx软件进行数据后处理。研究表明:采用动态数值模拟方法的仿真结果与实验结果吻合良好,并对32号液压油与水基液压液输送特性进行了对比分析,得出了主杆扭矩和泵泄漏量随液压介质温度变化关系图;水基液压液相较于滑油更容易产生气蚀,气蚀主要发生在泵进口腔,气蚀现象随着密封腔压力上升而渐减小,泵转速越高,空化气体体积分数越大;泵出口压力越小,空化气体体积分数也越大,随着出口压力的增加,转速对空化气体体积分数的作用越不明显;水基液三螺杆泵工作时更容易发...

目前对三螺杆泵的研究目标是实现高速、高压、大流量,其中提高三螺杆泵工作压力的重要途径是提高泵螺杆的型线设计和加工精度,严格控制各传动间隙以减少泵的内部泄漏。利用数值计算方法生成主、从动螺杆型线,并在MATLAB软件进行编程验证。在UG软件中建立了主、从动螺杆的三维模型,导入Fluent软件进行流场仿真分析,获得了主、从动螺杆在不同中心距、不同齿顶间隙条件下流道压力的变化和不同螺杆转角所对应的泵内流场压力和流线的分布规律。仿真结果显示:当齿顶间隙由0.1 mm增大至0.2和0.3 mm时,沿轴向距螺杆端面80~100 mm的三螺杆泵压力分别减小3.85%和8.1%,而不同压力差所对应的压力值依次减少16.9%、16.6%和15.4%,且压力差越大,泄漏越大;三螺杆泵的泵腔压力随中心距的增大而波动,当中心距从45 mm增大到45.3 mm时、输出设定压力差为5 MPa的压力值下降10%...

为适应三螺杆泵高速、高压、大流量的发展趋势,严格控制螺杆变形及其相关间隙以减少泵内泄漏是关键。以三螺杆泵为研究对象,将泵内温度场作为载荷施加在主、从动螺杆表面,并进行温度-结构耦合的数值模拟分析。研究不同工况下三螺杆泵内温度和工作扭矩使主、从动螺杆产生的变形规律,并对比与主、从动螺杆在各单独物理场作用下和耦合作用下的变形和应力变化。结果表明:主、从动螺杆的热变形比力矩变形更明显。随着工作温度升高,主、从动螺杆的热变形量增大,主、从动螺杆产生的热应力与工作温度呈正比关系;在同一工作温度下,主、从动螺杆在X、Y、Z 3个方向的变形量均增加,而Z方向的变形量远大于X和Y方向的变形量。

螺杆泵的转子型线比较复杂，其型线方程的推导方法有多种。本文采用啮合理论推导了〈135〉型三螺杆泵的转子齿形型线方程和啮合线方程，并推导了主、从转子型线的摆角与张角之间的关系。该方法具有普遍性，便于工程技术人员进行螺杆泵转子型线改型设计及新型线的设计；推出的摆角与张角之间的关系，可用于转子截面和刀具计算。

三螺杆泵螺杆与衬套的间隙值是决定泵工作性能的重要因素,为了合理确定螺杆与衬套的间隙,以标准135型三螺杆泵为研究对象,分析了螺杆与衬套间隙内的流体状态,主要存在剪切流和一般库埃特流。根据平行平板缝隙流理论,建立回流介质经过一个完整密封腔所造成的包括泄漏损失和粘性摩擦损失的总功率损失为目标函数,通过求取最小值,得到特定工况下确定三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论公式。结果表明,最优间隙主要与工作压力、转速和介质粘度有关,研究结果将对三螺杆泵设计提供重要参考依据。

针对三螺杆泵在高压化过程中出现泄漏增加、容积效率急剧下降的问题详细分析一种新型高压三螺杆泵的啮合原理及泄漏机制。根据啮合形式以及泄漏部位的不同对高压三螺杆泵的泄漏进行分类并分别建立数学模型得到不同位置的泄漏量与间隙、姿态、转速等因素的关系得到定量的分析结果。基于理论分析的结果为了使高压三螺杆泵的容积效率在高压情况下达到设计要求对螺杆的加工精度、主从螺杆间的配合间隙以及与衬套间的配合间隙提出了要求。