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1、单螺杆泵胶套磨损问题单螺杆泵胶套磨损问题 摘要：通过分析单螺杆泵定子的磨损方式，依据丁腈橡胶的磨损规律，总结单螺杆泵接触点相对滑动速度与接触角在钢转子与丁腈橡胶定子在啮合过程中的变化规律。得出结论：提高流动接触点相对滑动速度和降低固定接触点综合曲率能有效降低胶套磨损。 关键词：单螺杆泵；磨损 螺杆泵是用钢材作转子，橡胶做定子。制作定子的材料一般是丁腈橡胶，这是因为丁腈橡胶具有很好的耐油性。钢材比橡胶耐磨，这就决定了螺杆泵的失效形式主要是胶套的磨损。也就是说，螺杆泵的使用寿命与定子的使用寿命关系最大。要延长定子的使用寿命，就需要减小橡胶的磨损。要想知道如何减缓轴套磨损速度，降低单螺杆泵在更换胶套
2、上面所花的费用，我们首先要认识单螺杆泵胶套的磨损方式。 1单螺杆泵定子的磨损方式。 磨粒磨损，这是由于螺杆泵转子表面不平整及抽取液体中存在机械杂质而引起的。这种磨损形式是由于橡胶表面受到磨粒的尖棱或螺杆的粗糙表面上坚硬的凸出部尖棱相接触而引起的。磨粒磨损分干磨粒磨损和湿磨粒磨损，所谓湿磨粒磨损就是在磨粒和 橡胶之间存在液体介质，干磨粒磨损就是在磨粒和橡胶之间不存在液体介质。在螺杆泵正常工作条件下，湿磨粒磨损是螺杆泵磨损的主要形式之一。 冲蚀磨损，也叫侵蚀磨损，这是由于单螺杆 泵转子和定子之间液流所引起的。在螺杆泵正常工作条件下，这也是螺杆泵磨损的主要形式之一。 疲劳磨损，是定子橡胶与转子上圆钝
3、的对偶表面之间的摩擦力和接触应力都不太大的条件下产生的。与磨粒磨损相比，这是一种低强度的磨损。由于这种磨损和磨粒磨损在很多方面相似，有的学者把它看作磨粒磨损的一种形式，即圆钝磨粒磨损。 摩擦磨损，只在摩擦因数很大而橡胶的撕 裂强度很低的条件下才会发生。发生这种磨损时，橡胶表层被撕裂、卷曲、拉伸，并从橡胶表层脱落，形成卷曲的橡胶碎屑。当螺杆泵干摩擦时，转子与定子摩擦发热，使橡胶温度升高，降低橡胶的撕裂强度，使橡胶表层树脂老化、发黏，从而使摩擦磨损加剧，定子迅速损坏。 以上种磨损形式往往是同时发生的，但在不同工况下，以某种磨损形式为主。螺杆泵在正常工况下工作时，以湿磨粒磨损和冲蚀磨损为主，疲劳磨损
4、也存在，但其磨损强度很低。在螺杆泵干摩擦状态或高温状态，以摩擦磨损为主。因此，应当针对丁腈橡胶磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损的规律，设计合理的单螺杆泵结构，使定子的磨损率降到最低，从而延长其使用寿命。 丁腈橡胶的磨损规律： 根据橡胶磨损机制的研究发现，丁腈橡胶的磨损有以下个规律：在低速范围内，丁腈橡胶的磨损率和摩擦因数随相对滑动速度的增大而减小。 接触角越小，丁腈橡胶的磨损率越小。 丁腈橡胶的磨损率随着液流速度的增大而增大。 定子磨损的影响因素分析 基于以上个规律，可以认为，单螺杆泵定子的磨损主要取决于接触点最小相对滑动速度、接触点综合曲率及液流速度。液流速度受定子导程的影响最大。这里我考虑接触
5、点相对滑动速度的影响。 接触点有两类，流动接触点S与固定接触点M。 流动接触点相对滑动速度小于固定接触点相对滑动速度，结合丁腈橡胶的磨损规律可知，要降低定子的磨损，关键是要提高流动接触点的最小相对滑动速度。其次考虑接触角对定子磨损的影响。固定接触点为外接触，而流动接触点为内接触，固定接触点接触角远大于流动接触点接触角，反应到单螺杆泵设计参数上就是固定接触点最大综合曲率比流动接触点最大综合曲率大。降低固定接触点最大综合曲率能有效减小定子磨损。 因此，流动接触点最小相对滑动速度和固定接触 点最大综合曲率可以作为反应螺杆泵使用寿命的指标。设计截面型线时，应尽量使流动接触点最小相对滑动速度大，同时使得固定接触点最大综合曲率越小越好。 结论 对于使用丁腈橡胶制作定子衬套的螺杆泵，因转 速较低，接触点相对滑动速度普遍小于 ，所以提高流动接触点相对滑动速度能有效降低磨损。接触角越小，丁腈橡胶的磨损率越小，即固定接触点 综合曲率越大，定子磨损越快。
