双螺杆泵的Ω形对称型螺杆参数化建模及性能分析

发布时间：2017-03-29 14:17

  本文关键词：双螺杆泵的Ω形对称型螺杆参数化建模及性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双螺杆泵在输送介质过程中具有稳定、无脉动、振动小、效率高、无剪切、无乳化作用、自吸性能强等特点,被广泛应用于石油、船舶、海洋等行业。目前国内生产的螺杆泵端面型线设计不完善,导致现有产品稳定性差、排量小、效率低,因此开展双螺杆泵的螺杆型线设计有着很重要的理论意义和应用价值。本文,首先针对已有型线方程复杂,建模时间长,参数化建模过程繁琐的问题,根据型线的设计原则与要求,利用坐标系转换,构建了一种更易于参数化建模且密封性、啮合性好的Ω形对称型端面型线方程,然后对型线的共轭方程及空间接触线方程分别进行了推导,并求出了各曲线的方程式。其次,对三维软件SolidWorks进行二次开发,阐述了双螺杆泵螺旋套参数化建模所涉及的关键技术,实现了双螺杆泵Ω形对称型螺旋套参数化三维建模。利用SolidWorks自带的干涉检查工具,对主从杆进行了干涉检查,经检查主从杆间无干涉。再次,用ANSYS软件对螺杆的轴承处进行了刚性与弹性约束下的模态分析,并分析了不同的弹性单元刚度对模态分析的影响。分析结果表明:弹性约束下螺杆的固有频率明显降低,两种约束下的振型一致,弹性单元的刚度大小对弹性约束下的固有频率没有影响。最后,用流体仿真软件FLUENT对设计出的双螺杆流道进行了流场分析,并对它的压力场和速度场作了分析,分析结果表明:本文的双螺杆泵流道内液体的流动状态与实际流道内流体的流动状态一致。所有实验结果表明新设计的型线结构是具有可行性的。
【关键词】：双螺杆泵 型线设计 参数化建模 模态分析 流场分析
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH327
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 双螺杆泵的国内外研究现状9-14
• 1.2.1 总体研究情况9-10
• 1.2.2 双螺杆泵型线研究现状10-11
• 1.2.3 参数化设计的研究现状11-12
• 1.2.4 有限元分析研究现状12-13
• 1.2.5 流场数值分析研究现状13-14
• 1.3 目前研究存在的不足之处14
• 1.4 课题来源及研究意义14
• 1.5 论文的研究内容14-15
• 1.6 论文章节安排15-16
• 1.7 本章小结16-17
• 第二章 双螺杆端面型线新型方程的设计17-29
• 2.1 型线的设计原则及基本要求17-18
• 2.1.1 端面型线的设计原则17
• 2.1.2 端面型线的基本要求17-18
• 2.2 单头对称型螺旋转子螺旋套端面型线的设计18-22
• 2.2.1 坐标系的建立与变换18-19
• 2.2.2 Ω形对称型型线方程的建立19
• 2.2.3 对称型螺旋套各段型线方程的推导19-21
• 2.2.4 MATLAB中螺杆转子型线的建立21-22
• 2.3 共轭型线方程的求解22-26
• 2.3.1 坐标变换22-23
• 2.3.2 包络原理23-25
• 2.3.3 共轭方程求解25-26
• 2.4 螺杆螺旋套空间啮合接触线方程26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 双螺杆螺旋套参数化建模系统开发29-37
• 3.1 二次开发软件介绍29
• 3.2 Soliworks二次开发的关键技术29-31
• 3.2.1 SolidWorks二次开发工具29
• 3.2.2 SolidWorks二次开发思路29-31
• 3.3 基于SolidWorks二次开发的双螺杆螺旋套建模系统31-36
• 3.3.1 创建SolidWorks建模插件31-33
• 3.3.2 螺旋套参数化建模应用实例33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 双螺杆主从杆干涉检查及有限元模态分析37-45
• 4.1 双螺杆主从杆的干涉检查37-38
• 4.1.1 干涉检查的理论37
• 4.1.2 碰撞干涉检测及结果37
• 4.1.3 主从杆的装配37-38
• 4.2 有限元分析理论38
• 4.3 螺杆的模态分析38-44
• 4.3.1 螺杆结构选择38-39
• 4.3.2 螺杆模态分析实例39-40
• 4.3.3 刚性约束下螺杆模态分析结果40-41
• 4.3.4 弹性约束下螺杆模态分析结果41-43
• 4.3.5 弹性单元的刚度对模态分析的影响43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 双螺杆流场数值分析45-57
• 5.1 双螺杆流道几何模型的建立45-46
• 5.2 双螺杆流道的流场分析46-49
• 5.2.1 网格划分47-48
• 5.2.2 边界条件设置48-49
• 5.2.3 求解选择及参数设置49
• 5.3 流道压力场分析49-52
• 5.4 流道速度场分析52-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 论文总结与展望57-59
• 6.1 论文总结57
• 6.2 本文的创新点57
• 6.3 展望57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 作者简介及在学期间所获得的科研成果64

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