盘形凹槽凸轮恒流量往复泵动力端设计与分析
发布时间：2022-01-02 12:09
针对传统往复泵的输出流量波动较大问题,论文设计一种盘形凹槽凸轮,其可以在不借助外部设备实现恒流量输出并且活塞运动过程中不存在加速度突变的现象,本文选取卧式三缸单作用盘形凹槽凸轮结构恒流量往复泵动力端作为研究对象。通过获得活塞组件速度的曲线,计算得到泵的瞬时流量曲线,进而通过调整曲线的形状,使得三缸往复泵工作时其输出流量叠加为一个恒定值。根据活塞组件的运动速度曲线推导出盘形凹槽凸轮的轮廓线方程,从而得到盘形凹槽凸轮的外形曲线。对盘形凹槽凸轮恒流量往复泵动力端中齿轮副和活塞组件进行设计计算并通过仿真结果对其进行校核验证设计的合理性。利用SOLIDWORKS软件建立往复泵的三维模型,使用ADAMS软件仿真出活塞组件的速度、加速度曲线,以及在施加载荷时盘形凹槽凸轮与活塞组件接触点的受力情况。在仿真的结果中,活塞组件的速度、加速度曲线与理论曲线基本一致;在受力仿真中,设置的活塞组件与盘形凹槽凸轮第三接触点受力最大,利用此点受力对盘形凹槽凸轮进行再次校核。对动力端中的盘形凹槽凸轮进行模态分析,得到各阶的固有频率,以便避开往复泵工作时的共振频率。
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１往复泵动力端图??
６０??得。以瞬时输出流量为恒流量做为己知条件，可得出往复泵的每一缸的流量曲线??如下图２、３、４所示。以第一缸为例图２中横坐标为盘形凹槽凸轮转过的角度，??纵坐标为泵的输出流量，在０？￥区间内，输出流量逐渐增加：？ｔ区间内输??３?３?３??出流量保持恒定；２区间内输出流量逐渐较小；区间内，栗不对外辖Ｉ??３??出流量，泵开始吸入液体。??Ｍａｘ?－?■???—??Ｍａｘ／２?－?／?＼??ｉ?ｙ?＼?／??－Ｍａｘ?－?＾??ｉｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ．?ｉ?ｉｉｉ??Ｏ?７Ｃ／６?７１／３?ｎ／２?２？／３?５ｎ／６?ｔｃ?７〇／６?４ｘ３?３＾２?Ｓｉｌ／３?１?１ｔｃ６?２ｎ??凸轮Ｈ角》（ｒａｄ）??图２第一缸理论流量曲线??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｔｈｅｏｒｙ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??－１３－??
下图５所示为三个缸在一个周期内的流量输出曲线，横坐标表示凸轮转角，??坐标表示输出流量。图中的蓝色曲线表示第一缸在一个工作周期内输入或输出??瞬时流量，黑色曲线表示第二缸在一个工作周期内输入或输出的瞬时流量，红??曲线表示第三缸在一个工作周期内输入或输出的瞬时流量，图中曲线其流量值??于零的部分表示这一工作缸内的活塞向液力端方向运动，即活塞缸处于容积减??的状态，也就是往复泵对外输出工况；相反的，图中流量值小于零的曲线部分??表示在这一缸内工作的活塞是朝着动力端的方向运动，即活塞缸处于容积增大??状态，也就是往复泵从外界吸入工况。将在？ｆ区间内任一角度所对应的流??相叠加，即对应图中第一缸和第三缸的流量相叠加均为一恒定值；区间??３?３??－１４－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击载荷作用下齿轮传动系统动力学仿真分析[J]. 吕凯波,胡晓禾,常宗旭,常浩,廉自生. 机械传动. 2016(09)
[2]作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅰ类综合问题的完全解法[J]. 常勇,林荣富,李延平. 机械设计. 2015(05)
[3]大功率钻井泵发展现状与应用[J]. 曾兴昌,宋志刚,黄悦华,蒲容春. 石油矿场机械. 2014(09)
[4]一种立式机械驱动钻井泵的设计分析[J]. 钟功祥,赵国文,吕志忠,胡霞. 机械研究与应用. 2013(02)
[5]石油矿场用往复泵发展现状分析及研究方向探讨[J]. 刘海东. 西部探矿工程. 2013(01)
[6]钻井装备的现状与发展前景[J]. 徐彬. 中国科技财富. 2009(08)
[7]国内外钻井泥浆泵发展概况[J]. 杨琴. 机械工程师. 2008(10)
[8]巨型液压机分配阀芯开启凸轮工作曲线设计研究[J]. 黄长征,谭建平. 机械科学与技术. 2007(06)
[9]多缸单作用往复泵动力端动力学研究[J]. 蒋发光,梁政,钟功祥,彭代清,徐斌容,秦强. 石油机械. 2007(03)
[10]往复泵的发展与展望[J]. 张云霞,张金中. 现代制造技术与装备. 2006(05)
硕士论文
[1]1600型五缸钻井泵动力端的研究[D]. 赵隽海.兰州理工大学 2012
[2]F-1000钻井泵设计计算与仿真分析[D]. 王薇.中国石油大学 2011
[3]径向往复泵动力端部件的研究[D]. 杨涛.武汉理工大学 2011
[4]大功率三缸单作用往复式钻井泵计算与仿真分析研究[D]. 贾洪磊.中国石油大学 2007
本文编号：3564150
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１往复泵动力端图??
６０??得。以瞬时输出流量为恒流量做为己知条件，可得出往复泵的每一缸的流量曲线??如下图２、３、４所示。以第一缸为例图２中横坐标为盘形凹槽凸轮转过的角度，??纵坐标为泵的输出流量，在０？￥区间内，输出流量逐渐增加：？ｔ区间内输??３?３?３??出流量保持恒定；２区间内输出流量逐渐较小；区间内，栗不对外辖Ｉ??３??出流量，泵开始吸入液体。??Ｍａｘ?－?■???—??Ｍａｘ／２?－?／?＼??ｉ?ｙ?＼?／??－Ｍａｘ?－?＾??ｉｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ．?ｉ?ｉｉｉ??Ｏ?７Ｃ／６?７１／３?ｎ／２?２？／３?５ｎ／６?ｔｃ?７〇／６?４ｘ３?３＾２?Ｓｉｌ／３?１?１ｔｃ６?２ｎ??凸轮Ｈ角》（ｒａｄ）??图２第一缸理论流量曲线??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｔｈｅｏｒｙ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??－１３－??
下图５所示为三个缸在一个周期内的流量输出曲线，横坐标表示凸轮转角，??坐标表示输出流量。图中的蓝色曲线表示第一缸在一个工作周期内输入或输出??瞬时流量，黑色曲线表示第二缸在一个工作周期内输入或输出的瞬时流量，红??曲线表示第三缸在一个工作周期内输入或输出的瞬时流量，图中曲线其流量值??于零的部分表示这一工作缸内的活塞向液力端方向运动，即活塞缸处于容积减??的状态，也就是往复泵对外输出工况；相反的，图中流量值小于零的曲线部分??表示在这一缸内工作的活塞是朝着动力端的方向运动，即活塞缸处于容积增大??状态，也就是往复泵从外界吸入工况。将在？ｆ区间内任一角度所对应的流??相叠加，即对应图中第一缸和第三缸的流量相叠加均为一恒定值；区间??３?３??－１４－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击载荷作用下齿轮传动系统动力学仿真分析[J]. 吕凯波,胡晓禾,常宗旭,常浩,廉自生. 机械传动. 2016(09)
[2]作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅰ类综合问题的完全解法[J]. 常勇,林荣富,李延平. 机械设计. 2015(05)
[3]大功率钻井泵发展现状与应用[J]. 曾兴昌,宋志刚,黄悦华,蒲容春. 石油矿场机械. 2014(09)
[4]一种立式机械驱动钻井泵的设计分析[J]. 钟功祥,赵国文,吕志忠,胡霞. 机械研究与应用. 2013(02)
[5]石油矿场用往复泵发展现状分析及研究方向探讨[J]. 刘海东. 西部探矿工程. 2013(01)
[6]钻井装备的现状与发展前景[J]. 徐彬. 中国科技财富. 2009(08)
[7]国内外钻井泥浆泵发展概况[J]. 杨琴. 机械工程师. 2008(10)
[8]巨型液压机分配阀芯开启凸轮工作曲线设计研究[J]. 黄长征,谭建平. 机械科学与技术. 2007(06)
[9]多缸单作用往复泵动力端动力学研究[J]. 蒋发光,梁政,钟功祥,彭代清,徐斌容,秦强. 石油机械. 2007(03)
[10]往复泵的发展与展望[J]. 张云霞,张金中. 现代制造技术与装备. 2006(05)
硕士论文
[1]1600型五缸钻井泵动力端的研究[D]. 赵隽海.兰州理工大学 2012
[2]F-1000钻井泵设计计算与仿真分析[D]. 王薇.中国石油大学 2011
[3]径向往复泵动力端部件的研究[D]. 杨涛.武汉理工大学 2011
[4]大功率三缸单作用往复式钻井泵计算与仿真分析研究[D]. 贾洪磊.中国石油大学 2007
本文编号：3564150
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