周培垄，顾寄南，刘元琦

（江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013）

0 引言

单螺杆泵是一种性能优良的转子式容积泵，其主要工作部件由具有螺旋空腔的衬套和与它啮合的螺旋转子组成。两者的截面型线必须保持共轭关系，如果这种关系被破坏，螺杆泵就会出现溢流现象［1-3］。其共轭关系如图1所示。为了减小溢流现象的出现，橡胶衬套（定子）与螺杆转子要保持一定的过盈量来保证密封，过盈量过大会造成启动力矩增大，可能造成卡死；过盈量过小会导致衬套与转子密封被破坏，导致输出压力不足。张劲等人［4］研究了衬套有限元分析的求解策略和三维模型和平面模型在受力时的变形差异，王可等人［5］利用有限元法研究了衬套在均匀内压下和非均匀内压下的变形，即工作时受力变形，暂无关于衬套压制成型过程的热力耦合分析。实际生产通常采用丁腈橡胶材料在高温条件下压制成衬套，使用时的温度低于压制成型时的温度，而且工作温度会随着时间变化，这些都会导致衬套形状发生变化。

图1 衬套与定子的共轭关系

本研究针对上述问题，采用有限元法分析衬套形状随温度的变形规律，为选择合理的过盈量和为衬套模芯形状补偿提供理论参考，保证螺杆泵共轭副在不漏失的前提下选择较小的过盈量。

1 橡胶衬套压制过程及其收缩率

螺杆泵衬套所用橡胶通常为丁腈橡胶（NBR），它是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制作而成，其耐油性极好，耐磨性较高，粘结力强，耐热性能和物理性能优异。……