轴向压力的计算

更新于 2026年10月10日 版权声明
一、轴向压力的计算

А.В.Крылов认为单螺杆泵的轴向压力pz由以下几部分构成:

1)密封腔内介质移动时定子内的分力pz1。pz1应用彼得罗夫液体摩擦的公式计算:

图示

式中 μ——液体的动力粘度;

A1——滑动表面面积,取A1为定子内螺旋腔总的表面面积;

v——表面相对滑动速度,取其值为轴向流速为Tn/60;

δ——摩擦面之间的液膜厚度。

定子和转子之间成过盈配合的橡胶类定子,不存在液膜厚度δ,故不考虑pz1。

2)转子和定子表面的摩擦(视为半干摩擦)产生的分力pz2′以及转子转动时定子产生的轴向反作用压力p″z2之和pz2。

pz2=pz′2+p″z2 (2-34)

pz2′=Iξ (2-35)

式中 I——离心力,I=mω2e,其中m为转子质量;ξ为转子和定子表面的半干摩擦系数,镀铬转子和橡胶定子之间介质为水时,ξ值为0.25~0.3。

pz2″只是在定子和转子间的配合为过盈时存在,配合为间隙时p″z2=0。

p″z2=pδξ (2-36)(https://www.daowen.com)

式中 pδ——定子橡胶变形为δ(即过盈量)时的压缩力,图示,其中σmax为橡胶压缩线性变形为δ时的最大应力,图示,其中h为定子橡胶层平均厚度,c和B为橡胶的常数,硬度为55~65HR的橡胶,c为532,B为0.99;图示;L为转子截面中心形成的螺旋长度,图示图示,其中l为工作长度;定子和转子配合为过盈时δ为负值。

即 图示

将式(2-35)和式(2-37)代入式(2-34),得

图示

3)泵的排出压力和吸入压力的液压差造成的分压力pz3。由图2-2知,定子内螺旋腔的端面面积A2为

A2=πR2+8eR (2-39)

pz3=(pd-ps)A2=(pd-ps)(πR2+8eR) (2-40)

式中 pd——排出压力;

ps——吸入压力,当吸入为真空情况时ps应为负值。

所以,定子和转子间隙配合时,轴向压力应为

图示

定子和转子过赢配合时,轴向力应为

图示

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