冲压成型屏蔽泵的研究

发布时间：2017-05-29 01:08

  本文关键词：冲压成型屏蔽泵的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：屏蔽泵在输送液体时能够实现无泄漏,一般用在运送特殊性液体的设备中。传统铸造屏蔽泵的主要缺点有:体积较大,浪费材料、从毛坯铸造成型到成品要经历一系列的机械加工工序,费时费力,且铸造工艺能耗高,有污染,不能满足当前节能减排的要求。针对铸造屏蔽泵的缺点,结合江苏省科技支撑项目,本课题设计开发了型号为PBCY80-65-160型的塑性成形轻质结构屏蔽泵,简称冲压成型屏蔽泵。屏蔽电动机的冷却回路使用内循环型结构,叶轮与蜗壳均采用塑形成型工艺制造。结合塑形成型工艺设计叶轮、蜗壳,对包括前后泵腔及口环间隙水体等在内的泵端全流场进行三维定常模拟。利用热流耦合技术,模拟包括电机引流孔、前后轴承间隙等在内的屏蔽泵全流场,分析冲压成型屏蔽泵内循环结构的温度场与压力场分布,同时模拟屏蔽泵内轴向力分布。设计一种屏蔽泵轴向力实时测试装置,检验模拟轴向力的准确性。采用Dynaform软件对叶片回弹进行分析。本课题主要研究如下:(1)依据江苏省科技支撑项目的要求,结合冲压成型屏蔽泵的结构与工艺特点,设计研发冲压成型屏蔽泵,包括整体设计以及冲压叶轮和冲压蜗壳等过流部件的水力设计。(2)结合屏蔽泵电机内循环型冷却润滑回路的设计,用数学方法计算循环介质在通过引流孔、屏蔽套间隙、排液口、中轴孔等部位时的压降损失,进而可以计算出在设计工况下冷却循环流量和不平衡轴向力。(3)应用建模软件Creo对冲压成型屏蔽泵的叶轮水体、蜗壳水体等在内的流体区域进行实体建模,采用ICEM软件对所有三维模型进行网格划分,通过CFD软件对冲压成型屏蔽泵泵端全流场进行数值计算。分析了在不同工况下泵内压力、速度分布变化规律以及冲压蜗壳各断面的速度分布,计算得到冲压成型屏蔽泵的外特性性能。在江苏大学开式试验台对冲压成型屏蔽泵进行试验,验证CFD模拟的可靠性。(4)在整个泵端流场模拟的基础上,对包括屏蔽电动机内部流体区域的冲压(5)成型屏蔽泵冷却循环回路全流场进行热流耦合数值分析。分析了冲压成型屏蔽泵内循环回路在不同工况下的冷却流量以及冷却循环回路中各压阻元件的压力分布与温度分布。通过压力分布与温度分布验证了内循环回路设计的合理性。(6)利用冲压成型屏蔽泵冷却循环回路的数值分析,计算得到了泵内部轴向力的分布,通过设计一种可以实时监测泵轴向力大小与方向的装置,验证了屏蔽泵轴向力模拟分析的正确性。(7)介绍了叶片冲压工艺,对满足水力性能要求的叶片进行设计,利用数学方法推导出叶片展开公式。运用三维软件UG对叶片板料、凹模、凸模进行建模,并使用Dynaform软件对叶片冲压过程进行模拟分析。模拟结果表明,叶片冲压过程整体较为顺利,但是叶片进口尖端处叶片厚度增加,容易产生硬化。同时叶片进口尖端处也是整个叶片冲压过程中回弹最为严重的地方。
【关键词】：冲压成型屏蔽泵 数值模拟 热流耦合 轴向力实时测试 冲压分析
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH38;TG386
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 引言12-13
• 1.2 国内外研究现状及分析13-15
• 1.2.1 屏蔽泵13-14
• 1.2.2 冲压成型泵14-15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第二章 冲压成型屏蔽泵的结构设计17-26
• 2.1 冲压成型屏蔽泵的整体结构设计17-18
• 2.2 叶轮水力设计18-20
• 2.3 蜗壳水力设计20-22
• 2.4 冷却循环回路设计22-25
• 2.4.1 内循环型23
• 2.4.2 内循环理论计算23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 基于CFD的冲压成型屏蔽泵数值模拟26-36
• 3.1 计算模型的建立26-29
• 3.1.1 三维模型的建立26-27
• 3.1.2 网格划分27-29
• 3.2 三维湍流流场基本控制方程29
• 3.3 数学计算模型29
• 3.4 计算结果及分析29-34
• 3.4.1 压力场分布29-32
• 3.4.2 速度场分布32-34
• 3.5 模拟及试验对比34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第四章 冲压成型屏蔽泵冷却循环回路的热流耦合36-47
• 4.1 计算模型的建立36-38
• 4.1.1 三维模型的建立36-37
• 4.1.2 网格划分37-38
• 4.2. 换热模型38-41
• 4.2.1 屏蔽电动机传热问题38-39
• 4.2.2 屏蔽电动机热量计算39-41
• 4.2.3 求解设置41
• 4.3 计算结果及分析41-44
• 4.3.1 压力场分布41-42
• 4.3.2 温度场分布42-44
• 4.4 中空轴孔径对冷却的影响44-45
• 4.5 冷却循环流量45-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第五章 冲压成型屏蔽泵轴向力的分析与平衡47-62
• 5.1.轴向力理论计算47-50
• 5.1.1 屏蔽泵产生轴向力的影响因素47-48
• 5.1.2 盖板力T1计算48-49
• 5.1.3 动反力T2的计算49
• 5.1.4 电机转子两端压差力T3的计算49-50
• 5.1.5 轮毂轴端压差力T4的计算50
• 5.2 轴向力平衡50-52
• 5.3 轴向力模拟52-55
• 5.3.1 盖板力T1模拟52-54
• 5.3.2 电机转子两端压差力T3的计算54-55
• 5.3.3 轮毂轴端压差力T4的计算55
• 5.4 轴向力试验验证55-61
• 5.4.1 轴向力试验介绍55-57
• 5.4.2 屏蔽泵轴向力实时测试装置57-58
• 5.4.3 试验过程58-60
• 5.4.4 试验结果60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 叶片冲压工艺的研究62-71
• 6.1 叶片成型过程62
• 6.2 叶片冲压工艺分析62-63
• 6.3 DYNAFORM介绍63-64
• 6.4 建立实体64
• 6.5 划分网格64-65
• 6.6 材料属性定义65
• 6.7 模拟工序及控制参数65-66
• 6.8 模拟结果分析66-68
• 6.9 回弹分析68-70
• 6.10 本章小结70-71
• 第七章 总结与展望71-73
• 7.1 研究结果与总结71-72
• 7.2 研究工作展望72-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 作者在攻读硕士学位期间的成果79

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5 季建刚;屏蔽泵轴向力研究[D];江苏大学;2006年

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