螺桿泵橡膠定子注模過程數值仿真分析

摘 要：使用注射法生產的螺桿泵定子質量與效率比傳統使用壓注法所生產的有了很大的提高，但是無法定量的從理論上分析生產過程中各物理參數及測量橡膠流動過程的各種內部參數。因此本文通過使用有限元軟件對螺桿泵橡膠定子注模過程進行模擬，著重研究注模過程中不同流速與填充時間、注射壓力、鎖模力、最大剪切速率之間的關系并確定最佳工藝參數范圍、提高定子質量。結果表明：對于此模型填充速率在20-30時既可以保證生產效率也保證了產品質量，同時也對設備的要求達到最低。

關鍵詞：螺桿泵橡膠定子；注射法；流動速率；有限元法

引言

螺桿泵采油技術現如今已經得到廣泛應用。螺桿泵主要是由金屬轉子和橡膠定子組成，其中橡膠定子襯套是螺桿泵系統的關鍵部件之一，其使用壽命直接影響到螺桿泵整體的使用壽命。潛油螺桿泵的工作條件十分惡劣，如井下溫度高、壓力高、連續工作時間長并且有磨蝕性介質、受周期性擠壓力等，為了適應井下嚴酷的工作條件螺桿泵定子所采用的橡膠材料為丁腈膠（NBR）[1]。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得，采用低溫乳液聚合法生產，其耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強，因此丁腈橡膠成為了制造螺桿泵定子襯套的首選材料。

螺桿泵橡膠定子的制造方法一般分為壓注法和注射法[2]。目前國內生產螺桿泵定子的企業一般采用壓注法來生產，該方法的特點是對設備的要求低，一般為萬能四柱液壓機、加熱設備及配套夾具即可以實現注射過程[3]；……