摘 要

螺杆泵转子采用双吸式结构，螺杆两端处于同一压力腔中，轴向力可以自行平衡，他由一对同步齿轮驱动，是旋转式机械的核心部件，精密程度要求高，对机器本身及基础的震动都有严格的要求。本文将螺杆泵运用于试验台的结构设计中，我们首先对螺杆泵进行受力分析，选出适宜的轴承，再进行螺杆泵转子试验台的装配。

本文将优化转子试验台设计结构，使其结构更加合理，并延长使用寿命作为本文的主要任务。螺杆泵转子试验台广泛应用于生产实践中，可以精确测量轴心轨迹，并分析动态特性等。它结构紧凑，运转方便，测试手段先进。对螺杆泵转子试验台的研制可以及时掌握螺杆泵转子的运行状态，预防故障，杜绝事故，缩短维修时间，最大限度的发挥设备的生产潜力提高经济效益和社会效益。我们的优化设计使其在测量过程中，能够减小误差，提高实验精度。

关键词：转子试验台，螺杆泵结构分析，结构设计，优化设计

Structural Design of Screw Rotor Test Bench

ABSTRACT

The screw rotor adopts double-suction structure and ends in the same pressure chamber,the axial force can balance itself.It is driven by a pair of synchronized gears,and be core components of rotary mechanical.It requires high degree of precision,and has strict requirements to the machine itself and basic shock.This article applies screw to the structural design of test bench.We first do stress analysis to screw,choosing the appropriate bearing, and then assemble the screw rotor test rig.

This article will optimize the test rig design structure，make its structure more reasonable,and extended service life as the main task of this paper. Screw pump test rig is widely used in the production practice, we can accurately measure the axial trace and analyze the dynamic characteristics.It is compact, easy operation, and has advanced testing techniques.The research of screw rotor test rig can timely grasp the operating state of screw rotors,prevent failures,prevent accidents,reduce maintenance time,maximize the production potential of equipment,improve the economic and social benefits.Our optimized design can reduce errors and improve test accuracy when in the measurement process.

Key words: Rotor Test Rig；Screw structural analysis；Structure Design；Optimum Design

目 录

1 绪论 1

1.1概述 1

1.2螺杆泵转子试验台研究的目的及意义 1

1.3螺杆泵转子试验台国内外同类研究概况 1

1.3.1国外的发展状况 1

1.3.2国内的发展状况 2

1.4本文主要工作 2

2 双螺杆转子结构分析 4

2.1结构概述 4

2.2受力情况分析 4

2.2.1螺杆刚度计算分析 4

2.2.2选用轴承 6

2.3电机的选用 7

2.3.1电动机选择的内容和步骤 7

2.3.2常用电动机功率的计算 8

2.3.3类型选择 9

2.3.4功率选择 9

3 转子试验台设计 11

3.1机架设计 11

3.1.1 机架的类型 11

3.1.2 机架的设计要求 11

3.1.3 机架的结构设计 11

3.2轴承座设计 13

3.3 联轴器设计 14

3.3.1选择联轴器的类型 14

3.3.2计算联轴器的计算转矩 15

3.3.3型号选择 15

3.4传感器选用及传感器支架设计 16

3.4.1传感器概念 16

3.4.2 传感器分类 16

3.4.3 传感器选用 19

3.4.4 电涡流传感器的安装测量 20

3.4.5 传感器支架设计 21

3.5保护装置 22

3.6转子试验台装配 22

3.6.1 转子试验台的安装与装配 22

3.6.2 转子试验台装配图 24

结 论 25

致 谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1概述

双螺杆泵是一种依靠螺杆相互啮合空间的容积变化来输送流体的容积式转子泵。其特点是流量平稳，压力脉动小，寿命长，工作可靠，而且它对常规泵无法输送的多相流体和非牛顿流体，也具有理想的增压效果，广泛应用于石化，造船，电力等工业部门。螺杆转子是双螺杆泵设计计算中的关键技术。

转子系统是旋转式机械的核心部件，精密程度要求最高，对机器本身及基础的震动都有严格的要求。因此对转子系统振动问题的研究日益受到人们重视。以转子动力学及动态优化理论为基础，以多阶阵型及响应为目标，多阶临界转速为约束变量来确定转子系统的结构尺寸。以轴径容差为设计变量，以各轴径的均值为约束变量进行优化设计，来确定转轴关键部位的公差，对旋转机械的动态设计具有一定的理论意义和实际应用价值。

1.2螺杆泵转子试验台研究的目的及意义

螺杆泵以其运动部件少、排量均匀、适应性强等特点在油田得到广泛的应用。并具有工作稳定、液体无搅动、压力高、流量均匀、脉动小、噪声低、结构简单、效率高、有自吸能力、工作耐久、外廓尺寸小、重量轻等优点。

螺杆泵以相互啮合的转子及其它回转部件作为工作的主体，转子是螺杆泵的重要组成部分，转子一旦发生故障将造成巨大的损失严重时甚至会导致机毁人亡。螺杆泵转子试验台的研制可以及时掌握螺杆泵转子的运行状态，预防故障，杜绝事故，缩短维修时间，最大限度的发挥设备的生产潜力提高经济效益和社会效益。所以，设计一台合理的螺杆泵转子试验台是非常重要的。

1.3螺杆泵转子试验台国内外同类研究概况