同步回转混输泵主轴结构形式的研究

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多项混输泵作为多项混输技术的关键设备，是- 种集气体压缩机和液相泵为-体的增压装置。文献 [1]开发出的同步回转式混输泵是-种新型的容积式混输泵，它的工作腔主要铀转子、滑板和油缸组成，各零部件均易加工；泵运转时，转子与油缸各自绕自身中心旋转，二者间的相对速度极小，运转平稳；在工作过程中，泵的工作腔始终与进排口相通，对介质的油气比适应范围很大，同时各零件之间具有较理想的密封型线，具有相当强的抗沙能收稿日期 ：2012-09-13基金项目：国家科技重大专项(2011ZX05054)-2013年03期(总第239期)力。对于同步回转混输泵的理论研究已经较为成熟，相关文献对其原理、动力特性 [1，2]、摩擦及泄漏 ，-q做了深入阐述，并制造出样机进行试验，试验过程中曾经出现主轴严重破损至失效的情况，本文将对主轴的轴承的受力情况对主轴的安装方式进行详细的分析与讨论。

同步回转式混输泵的主要零部件包括主轴、滑板、转子、油缸及壳体，工作过程 (如图 1所示)为主轴驱动转子绕自身几何中心旋转，转子通过滑板带动油缸绕 自身的旋转中心旋转，由油缸、转子和滑板构成月牙形的工作容积，在主轴旋转时，工作容积中的油气受到压缩，工质的压设计研究力得到提高。对于主轴的安装方式主要有 2种：- 种为悬臂支撑方式，图2(a)所示；另-种为双支撑方式，图2(b)所示。悬臂支撑方式适用于流量孝压力低的工况，可以有效减少摩擦和泄漏，然而在大流量及高压力的工况下，由于主轴形变过大，进而加剧摩擦与泄漏；双支撑方式可以有效减少主轴形变，但会带来更多的泄漏通道。因此合理选择主轴的结构形式对于改善泵的性能至关重要。

图1 同步回转式混输泵的工作示意图l II I(a)悬臂支撑方式l ll lI I(b)双支撑方式图2 同步回转式混输泵主轴安装方式2 主轴的受力分析将作用在主轴上所有的力向x-Y方向投影，如图3所示：对主轴所受的各个力向x-Y方向投影得到‰ 和‰ ，‰ 和 ，‰ 和 以及G 和G ，其中‰ 和‰ 为转子对主轴的驱动力在 Y方向及 x方向的投影， 和 为左轴承对主轴的支反力在在Y方向及x方向的投影， 和为右轴承对主轴的支反力在在Y方向及 x方向的投影，G甜和G吖为转子及主轴所受的重力。

(a)主轴在Y方向上受力简图(b)主轴在 X方向上受力简图图 3 主轴的受力简图- sintb (1)式中 --转子半径，m同理FoRx- c。sqb (2)根据力矩的平衡关系可以解出轴承对主轴的各个支反力‰ (FourG ) L aL2G吖 ‰ ‰ ‰ 联立公式(1)、(2)、(3)可以求出主轴及各个轴承的受力。

3 主轴最大许用形变计算如图4所示为主轴及转子受力变形的示意图，主轴在受到以液体力为主的力的作用下变弯，但出于结构的限制，主轴的最大弯角由下式确定arccos( )-arcos( ) (4)2013年03期(总第239期)-