新型隔膜泵结构设计与流场分析
发布时间：2021-09-09 14:21
隔膜泵属于往复泵中的一种,但与传统往复泵相比,其液力端与动力端被橡胶隔膜隔开,将输送的浆料与动力端部件相互隔离,避免了浆料中磨砺性颗粒对传动部件的磨损。此外,隔膜泵以其液力端工作机理的独特优势,适用于输送高粘度液体、固液两相流的工业浆料。但目前,现有的隔膜泵却也普遍存在流量系数低、排出压力脉动等问题。针对这一情况,本论文对隔膜泵的动力端输出速度与液力端吸、排液性能提出改进,并具体设计了一款新型隔膜泵,相关的研究工作主要围绕以下五个方面展开:（1）分析了传统隔膜泵中动力端滑块的运动速度与泵流量之间的关系,明确了滑块运动速度的正弦波动是造成瞬时流量脉动变化的主要原因。提出了以非圆齿轮-曲柄滑块组合机构取代曲柄滑块机构,并对组合机构的数学模型进行优化计算,得出组合机构中椭圆齿轮偏心率、曲拐偏心距与连杆长度比值主要参数。为设计新型隔膜泵传动机构打下基础。（2）以单作用隔膜泵为研究对象,推导其理论流量、流量不均匀系数等主要参数,分析了低流量系数与脉动流对输液管道及泵体造成的压力损伤。为提高隔膜泵排液性能,运用引流原理指导对传统液力端结构的设计,相关的研究为隔膜泵液力端设计奠定基础。（3）在隔膜泵...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
椭圆偏心率取不同值，/w,的变化曲线
目标函数：21min ( ) ( )bacf x v v dθθ= θ设计变量： [ ,]TX =e k约束函数：1g ( x )0< e <0.62g ( x)0.1 < k<0.3 组合机构优化结果分析采用约束随机法进行优化，取a bθ θ 为 45 ° 135° ，设定计算精度为 0.0的参数分别为 e = 0.23， k = 0.12，优化后组合机构输出的1v /w 曲线，如。当主动轮以1w 匀速运行时，组合机构输出运动近似匀速，有利于减小动副的激励力。同时，使得排出的瞬时流量比较均匀，优化后的结构达预期要求。
内学者李福生[31]详细介绍了非圆齿轮设计与制造理论，对于析和折算齿形两种方法，折算齿形法方便快捷[32-34]，但是齿廓琐。目前，三维软件不能直接提供复杂的轮廓造型功能，需结合杂的轮廓曲线计算，生成数据点坐标，导入 SolidWoks 软件中建模[35-37]，精确的三维模型为隔膜泵动力端设计奠定基础。齿轮运动特性2.3 节分析了椭圆齿轮的节曲线方程与传动比表达式，通过 M式 2-9 计算，分别绘制出e取 0.2、0.3、0.4 数值时，椭圆齿轮副动轮转动的变化特性曲线，如图 2-9 所示。椭圆齿轮副啮合传动轮与从动轮向径比值的变化而变化，偏心率e取定值时，传动取得最大值，而且随着偏心率取值增大，对应的传动比12i 最
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰熵关联的液压支架前连杆疲劳寿命影响因素分析[J]. 陆丹丹,陆金桂. 机械制造与自动化. 2016(05)
[2]钻井泵液力端泵阀阀隙流场特性分析[J]. 彭树权,张钦,郑礼成,刘洋,王开松. 煤矿机械. 2016(07)
[3]曲轴疲劳寿命的有限元和多体动力学联合仿真研究[J]. 崔广军. 机械强度. 2016(02)
[4]基于Workbench的箱形伸缩臂模态及谐响应分析[J]. 刘涛,王卫辉,鹿飞,袁仁武. 制造业自动化. 2015(04)
[5]基于Pro/E和CAXA的渐开线非圆齿轮实体建模[J]. 许通,廉哲满. 机械工程师. 2015(01)
[6]基于卵形齿轮的并联齿轮泵及其流量分析[J]. 谭伟明. 机械传动. 2014(11)
[7]斜轴式轴向柱塞泵壳体结构振动谐响应分析[J]. 权凌霄,骆洪亮,张晋. 液压与气动. 2014(05)
[8]基于电液压伺服系统的连杆疲劳寿命试验分析研究[J]. 何昌德,吴锋. 内燃机工程. 2013(02)
[9]基于ANSYS的六缸压缩机连杆模态分析及谐响应分析[J]. 刘昌领,罗晓兰. 机械设计与制造. 2013(03)
[10]电磁力与射流流场中压力脉动作用下伺服阀力矩马达谐响应分析[J]. 彭敬辉,李松晶,JACOB M Mchenya. 工程力学. 2013(02)
博士论文
[1]零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D]. 张国庆.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]柴油机曲轴的疲劳分析与优化设计[D]. 朱盼盼.吉林大学 2016
[2]大功率压裂泵曲轴疲劳分析与优化[D]. 卓昌荣.西南石油大学 2016
[3]压裂泵泵阀失效机理研究及有限元分析[D]. 王晓兵.西南石油大学 2016
[4]液动隔膜泵动力端液压系统分析与研究[D]. 杜锦程.西南石油大学 2016
[5]钻井泵泵阀系统磨损与失效分析研究[D]. 骆家银.西南石油大学 2015
[6]基于刚柔耦合动力学的泥浆泵动力端疲劳寿命预测与参数优化[D]. 叶丹.重庆交通大学 2014
[7]圆柱凸轮柱塞泵动力学研究[D]. 陈纪伟.西南石油大学 2012
[8]引流隔膜泵内部流动特性研究[D]. 赵云波.中国石油大学 2011
[9]钻井泵阀阀隙流场PIV实验研究[D]. 殷鑫.北京化工大学 2010
[10]隔膜泵可视化建模与仿真[D]. 赵玉海.东北大学 2008
本文编号：3392252
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
椭圆偏心率取不同值，/w,的变化曲线
目标函数：21min ( ) ( )bacf x v v dθθ= θ设计变量： [ ,]TX =e k约束函数：1g ( x )0< e <0.62g ( x)0.1 < k<0.3 组合机构优化结果分析采用约束随机法进行优化，取a bθ θ 为 45 ° 135° ，设定计算精度为 0.0的参数分别为 e = 0.23， k = 0.12，优化后组合机构输出的1v /w 曲线，如。当主动轮以1w 匀速运行时，组合机构输出运动近似匀速，有利于减小动副的激励力。同时，使得排出的瞬时流量比较均匀，优化后的结构达预期要求。
内学者李福生[31]详细介绍了非圆齿轮设计与制造理论，对于析和折算齿形两种方法，折算齿形法方便快捷[32-34]，但是齿廓琐。目前，三维软件不能直接提供复杂的轮廓造型功能，需结合杂的轮廓曲线计算，生成数据点坐标，导入 SolidWoks 软件中建模[35-37]，精确的三维模型为隔膜泵动力端设计奠定基础。齿轮运动特性2.3 节分析了椭圆齿轮的节曲线方程与传动比表达式，通过 M式 2-9 计算，分别绘制出e取 0.2、0.3、0.4 数值时，椭圆齿轮副动轮转动的变化特性曲线，如图 2-9 所示。椭圆齿轮副啮合传动轮与从动轮向径比值的变化而变化，偏心率e取定值时，传动取得最大值，而且随着偏心率取值增大，对应的传动比12i 最
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰熵关联的液压支架前连杆疲劳寿命影响因素分析[J]. 陆丹丹,陆金桂. 机械制造与自动化. 2016(05)
[2]钻井泵液力端泵阀阀隙流场特性分析[J]. 彭树权,张钦,郑礼成,刘洋,王开松. 煤矿机械. 2016(07)
[3]曲轴疲劳寿命的有限元和多体动力学联合仿真研究[J]. 崔广军. 机械强度. 2016(02)
[4]基于Workbench的箱形伸缩臂模态及谐响应分析[J]. 刘涛,王卫辉,鹿飞,袁仁武. 制造业自动化. 2015(04)
[5]基于Pro/E和CAXA的渐开线非圆齿轮实体建模[J]. 许通,廉哲满. 机械工程师. 2015(01)
[6]基于卵形齿轮的并联齿轮泵及其流量分析[J]. 谭伟明. 机械传动. 2014(11)
[7]斜轴式轴向柱塞泵壳体结构振动谐响应分析[J]. 权凌霄,骆洪亮,张晋. 液压与气动. 2014(05)
[8]基于电液压伺服系统的连杆疲劳寿命试验分析研究[J]. 何昌德,吴锋. 内燃机工程. 2013(02)
[9]基于ANSYS的六缸压缩机连杆模态分析及谐响应分析[J]. 刘昌领,罗晓兰. 机械设计与制造. 2013(03)
[10]电磁力与射流流场中压力脉动作用下伺服阀力矩马达谐响应分析[J]. 彭敬辉,李松晶,JACOB M Mchenya. 工程力学. 2013(02)
博士论文
[1]零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D]. 张国庆.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]柴油机曲轴的疲劳分析与优化设计[D]. 朱盼盼.吉林大学 2016
[2]大功率压裂泵曲轴疲劳分析与优化[D]. 卓昌荣.西南石油大学 2016
[3]压裂泵泵阀失效机理研究及有限元分析[D]. 王晓兵.西南石油大学 2016
[4]液动隔膜泵动力端液压系统分析与研究[D]. 杜锦程.西南石油大学 2016
[5]钻井泵泵阀系统磨损与失效分析研究[D]. 骆家银.西南石油大学 2015
[6]基于刚柔耦合动力学的泥浆泵动力端疲劳寿命预测与参数优化[D]. 叶丹.重庆交通大学 2014
[7]圆柱凸轮柱塞泵动力学研究[D]. 陈纪伟.西南石油大学 2012
[8]引流隔膜泵内部流动特性研究[D]. 赵云波.中国石油大学 2011
[9]钻井泵阀阀隙流场PIV实验研究[D]. 殷鑫.北京化工大学 2010
[10]隔膜泵可视化建模与仿真[D]. 赵玉海.东北大学 2008
本文编号：3392252
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