文档介绍：螺杆泵皮带轮破坏机理
分析方案
哈尔滨工业大学机电工程学院
报告内容
问题概述
破坏机理的初步分析
分析方案
研究路线
经费预算
进度安排
前期研究进展
皮带轮是螺杆泵传动系统中重要的组成部分,常选用灰铁制造。
皮带轮在工作过程中,保持高速旋转,在启动、停止的瞬间会产生很大的惯性冲击,出现破碎断裂的情况,造成严重生产事故,为此分析皮带轮的破坏原因,对皮带轮进行改进是十分必要,而且意义重大的。
一、问题概述
主要原因:
灰铁是一种脆性材料,当外载荷超过材料的破坏极限时会直接断裂破坏;
皮带轮上负载较大,而且存在振动,加速了皮带轮的破坏;
在扭矩传递上,皮带轮是通过3根螺栓进行传动,造成了应力集中;
皮带轮在启动、停止时,有较大的惯性冲击;
冬天气温骤降,皮带轮收缩,增大了皮带轮内部应力
二、破坏机理的初步分析
根据初步分析结果,按以下三方面进行分析:

三、分析方案
通过有限元方法,模拟皮带轮工作过程,总结皮带轮应力随外载荷、带轮直径的变化规律,分析皮带轮的应力集中位置及最大应力值,找出皮带轮发生破坏的根源。
分析由于温度的改变导致的皮带轮应力分布及应力集中情况,揭示高低温变化对皮带轮破坏的影响。
对不同皮带轮材料的有限元模型进行分析,找到应力随材料特性的变化规律,寻求比较理想的皮带轮材料。
对常用的具有代表性的皮带轮进行材料破坏试验,验证仿真结果的准确性,观察皮带轮断裂位置,测量皮带轮的许用扭矩值,同实际工作时的输入扭矩比较,判断皮带轮工作的可靠性。
皮带轮破坏的静力学分析
皮带轮破坏的动力学分析
利用有限元模型,模拟皮带轮突然启动、停止、反向转动等工作状态,分析惯性冲击对皮带轮的破坏的影响。
利用震动测量仪测量正常工作时皮带轮的振动情况,根据测量结果对有限元模型施加震动载荷,分析震动对皮带轮破坏的影响。
皮带轮设计合理性分析
通过广泛的调研,依据国家机械设计标准,对现有螺杆泵皮带轮的材质选择、连接方式、传动方式等进行分析,寻找现有设备在设计上的缺陷性,分析设计缺陷对皮带轮破坏的影响。。
皮带轮防反转机构分析
针对现有防反转结构工作不可靠的问题,分析防反转结构失效的原因。充分考虑油田现场的工况,设计一种操作简单、工作可靠的防反转结构。。
四、研究路线