对置式柱塞泵动力性能分析

发布时间：2017-04-27 03:06

  本文关键词：对置式柱塞泵动力性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：柱塞泵作为高压高效的泵类机械,在石油开采、化学工业、城市供水等需要高压力的场合有着不可替代的作用。不同应用场合有不同的排出压力和排出流量要求,在选择、设计、检测柱塞泵时,缺乏一个通用的柱塞泵性能分析软件,因此开发一个综合性的柱塞泵性能分析程序是非常必要的。柱塞泵运转过程中,运动部件的不平衡质量会给设备造成额外的扰力(矩),分析计算扰力(矩)对柱塞泵安装基础设计以及安全运行具有重要意义。本文在对柱塞泵进行运动分析和动力分析的基础上,基于MATLAB/GUI软件开发了可视化的柱塞泵性能分析界面,主要研究内容如下:(1)对柱塞泵进行运动分析。柱塞泵的主运动机构为曲柄滑块机构,曲轴的偏心矩即曲柄半径,采用机械原理推导柱塞泵运动参数计算公式,根据柱塞在泵运转过程中的运动形态,分析柱塞泵的流量脉动、流量损失等参数,同时分析柱塞泵的连杆比对柱塞运动的影响规律。(2)对柱塞泵的主要零部件进行受力分析。对柱塞泵曲柄滑块机构中的曲轴、曲柄、连杆以及介杆进行受力分析,得到连杆、介杆、柱塞的受力计算公式以及连杆的摆角速度、角加速度的计算公式。通过对柱塞泵整个系统的动力学计算,得到柱塞泵的曲轴在工作时的受力情况。(3)分析柱塞泵的扰力以及扰力矩。对柱塞泵的扰力以及扰力矩产生的原因进行归纳总结,对典型的三缸单作用柱塞泵和5DW型(五对置)高压对置式柱塞泵进行扰力分析,总结得到多缸对置柱塞泵和多缸非对置柱塞泵的扰力计算通式,利用MATLAB分析扰力随曲柄转角的变化规律。通过对柱塞泵扰力的分析,总结出减小扰力的方法。(4)开发柱塞泵性能分析可视化界面。在Windows平台上基于MATLAB的GUI开发环境,建立柱塞泵运动学、动力学、扰力(矩)分析程序,对本课题所研究的5DW高压对置式柱塞泵进行整体性能的分析。
【关键词】：对置式柱塞泵 动力性能 扰力(矩) MATLAB
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH322
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题来源以及研究意义9-11
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题的研究意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-15
• 第二章 柱塞泵的运动学分析15-29
• 2.1 柱塞泵柱塞的运动分析15-20
• 2.1.1 柱塞的位移15-17
• 2.1.2 柱塞的速度17-19
• 2.1.3 柱塞的加速度19-20
• 2.2 连杆比对柱塞运动状态的影响20-22
• 2.2.1 连杆比对运动近似公式的误差21
• 2.2.2 柱塞的真实运动与一阶简谐运动的区别21-22
• 2.3 连杆的运动学分析22-23
• 2.4 柱塞泵流量分析23-27
• 2.5 柱塞泵的容积效率27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 柱塞泵的力学分析29-38
• 3.1 作用于柱塞泵传动端的力29-31
• 3.2 曲柄滑块结构的受力分析31-36
• 3.2.1 连杆运动参数的计算32-33
• 3.2.2 柱塞-十字头和连杆的受力分析33-36
• 3.3 曲轴的受力分析36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 柱塞泵的扰力和扰力矩分析38-51
• 4.1 旋转设备产生扰力分析38-39
• 4.1.1 旋转设备产生扰力的原因38
• 4.1.2 动力设备扰力的确定38-39
• 4.2 扰力的计算39-43
• 4.2.1 曲柄滑块机构的质量分析39-40
• 4.2.2 柱塞泵的惯性力分析40-43
• 4.3 多缸柱塞泵的扰力分析43-48
• 4.3.1 柱塞泵中单个缸体的扰力计算43-44
• 4.3.2 多缸柱塞泵的扰力计算公式44-46
• 4.3.3 扰力计算实例46-48
• 4.4 柱塞泵的扰力矩分析48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 基于MATLAB/GUI的柱塞泵性能分析可视化界面51-57
• 5.1 MATLAB软件简要概述51
• 5.2 柱塞泵的性能分析可视化界面的主要分析内容51-53
• 5.3 柱塞泵性能分析可视化界面设计53-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士期间发表的论文62-63
• 致谢63

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本文编号：329774