有限元分析解與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，證明了有限元解的可靠性，為襯套在實(shí)際工況下的應(yīng)力分析奠定了基礎(chǔ)。采用同樣的有限元分析模型、材料屬性、網(wǎng)格劃分等，對(duì)實(shí)際工況下的襯套應(yīng)力進(jìn)行有限元分析，但是施加到襯套上的介質(zhì)壓力不同。

一、襯套的載荷施加(即受力）

螺桿泵在輸送液體時(shí)，隨著主、從桿的旋轉(zhuǎn)，密封腔的個(gè)數(shù)、形態(tài)、密封腔內(nèi)的液體壓力等都會(huì)隨之變化，襯套所受壓力將會(huì)隨著主桿旋轉(zhuǎn)角度的不同而周期性地變化，以主桿旋轉(zhuǎn)角度不同分0度、30度、60度、90度、120度和150度6種情況對(duì)襯套施加載荷。根據(jù)螺桿齒槽、齒頂與襯套接觸線在襯套內(nèi)壁形成的曲面表達(dá)式，利用MSCPatran提供的PCL命令語(yǔ)言選取不同角度下襯套內(nèi)壁的受力曲面。

東莞南方泵業(yè)螺桿泵實(shí)際工況很復(fù)雜。為簡(jiǎn)化計(jì)算，設(shè)螺桿處于穩(wěn)定工作時(shí)泵壓不發(fā)生波動(dòng)。3根螺桿連同襯套、泵體一起形成3大腔體，其壓力分布從理想狀態(tài)講，進(jìn)油腔與密封回路的壓力是相同的，排油腔與負(fù)載的壓力相同。但是由于襯套與螺桿間存在一定的間隙，高壓端的介質(zhì)會(huì)沿縫隙泄漏到低壓腔，這樣就使得中間密封回路的油壓改變。由文獻(xiàn)可知，從進(jìn)油端到排油端，三螺桿泵的腔體內(nèi)介質(zhì)壓力變化如圖1所示。設(shè)進(jìn)油腔壓力為P0，排油腔壓力為Pg，進(jìn)、出腔壓力差為AP，相鄰密封腔間壓力差為Δp，密封腔數(shù)為n。

二、襯套有限元分析及結(jié)果

廣東南方水泵根據(jù)受力及結(jié)構(gòu)特征，對(duì)襯套進(jìn)行線性靜態(tài)分析，求取襯套的應(yīng)力應(yīng)變，設(shè)計(jì)與計(jì)算相關(guān)的求解參數(shù)，提交MSC.Nastran求解。計(jì)算完成后由Patran讀取計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行后處理對(duì)不同情況進(jìn)行顯示，結(jié)果如表3所示。

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