某型号减压器的设计及关键件的性能分析

发布时间：2020-04-20 02:38

【摘要】：某型号减压器是沈阳航天新光集团有限公司军品事业部承担中国航天科工集团第三研究院下发的研制任务,减压器研制依据上级下达的总结设计指标、技术条件等相关指标要求。该减压器是某导弹气路系统的重要部分,用于将气瓶组合输出的高压气体减压,使气体减压后的压力、流量满足燃油系统的使用要求。减压器采用两级结构:一级为正向柱塞式减压器,适应大跨度流量变化;二级为正向膜片式减压器,可以满足高精度输出的要求。主要由关键零件一级活门、一级活门杆、二级活门、弹簧、波纹膜片组件、壳体、进气口管嘴、调整螺套、锁紧螺母等构成。减压器的作用是减压和稳压,当高压气体经过减压器启闭件活门与壳体之间形成的狭窄通路时,气体受到节流。节流后气体压力降低,降低的程度取决于活门与壳体之间的开度。当出口流量一定时,开度越小则压力降低的越多。本文采用传统设计方法与现代机械设计相结合,在全面优化理论的基础上,通过对减压器的工作原理和该产品工作时需要承受的高压气体压力的分析,确定一级弹簧、活门杆螺纹连接、活门开启高度及膜片组件的结构尺寸,对其进行强度校核,并利用计算机辅助工程技术ABAQUS有限元分析软件对二级减压系统中关键部件波纹形膜片的工作过程进行数值模拟,以精确评估校核其工作性能,并针对不同载荷和参数进行分析讨论,为膜片的设计工作提供一定的理论依据,避免了设计原始缺陷,缩短了减压器的研制周期,实现了减压器二级减压的功能。针对减压器的工作特点,论述了关键零部件的材料选择,列出了减压器产品在研制阶段与首批生产过程出现的问题,并分析其故障原因,从而保证了产品的批量生产。
【图文】：

为正向膜片式减压器，可以满足高精度输出的要求。结构主要由关键零件一级活门、逡逑二级活门、弹簧、膜片、壳体、进气口管嘴、调整螺套、锁紧螺母等构成，其功能逡逑结构见图２．１，设计结构图见图２．２产品功能结构方框图。逡逑气体输入逦？一级减压器减压逦？二级减压器减压逦？气体减压后输出逡逑２．１产品功能结构方框图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｅｇｕｌａｔｏｒ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ逡逑该减压器的作用是减压和稳压。当高压气体经过减压器启闭件活门与壳体之间逡逑形成的狭窄通路时，气体受到节流。节流后气体压力降低，降低的程度取决于活门逡逑与壳体之间的开度值。当出口流量一定时，开度越小则压力降低的越多。逡逑减压器稳压的原理在于力的平衡作用，以减压器的一级为例，见图２．２减压器逡逑结构示意图。在给定进口压力T，通过旋动调整螺套使弹簧受压缩，在进、出Ｕ压逡逑力及弹簧作用力的合力作用下使活门开启一定高度，高压气体经过活门与壳体之间逡逑形成的环形通道时受到节流，并降低至规定的压力后进入减压器低压腔。随着气体逡逑的消耗，气瓶内的压力不断降低，若活门开度不变，则出口压力将随着进口压力降逡逑低而降低

逦第４章减压器关键件膜片有限元分析逡逑态见图４．２。逡逑￡逡逑Ｘ，，逦｜邋ＸＲＰ逡逑逦Ｒ逦逦逦逦邋丨＿邋＿？■■■＿邋—，丨丨…＞逦逦逡逑图４．２模甩初始状态示意图逡逑Ｆｉｇ．邋４．２邋Ｓｋｅｔｃｈ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ邋ｂｕｉｌｄｉｎｇ邋ｏｒｉｇｉｎａｌ邋ｓｔａｔｅ逡逑４．邋２．１参数设定及网格划分逡逑膜片在工作过程中变形较大，所以在模拟过程中，必须考虑塑性变形，因而须逡逑在材料定义中引入塑性变形数据。膜片材料为0Ｃｒｌ８Ｎｉ９，其机械性能为：弹性模量逡逑／＾２０６ＧＰａ，泊松比＂邋＝邋（Ｕ，屈服强度ＣＴｆｌ２＝２（）５ＭＰａ，弹性极限ＣＴｂ＝５２（）ＭＰａ，延伸逡逑率４０％。划分网格时采用４节点双线性缩减积分轴对称单元ＣＡＸ４Ｒ，整个模型共划逡逑分８１９０个单元，９１６２个节点，如图４．３所示。逡逑？邋＊逡逑图４．３网格划分逡逑Ｆｉｇ．邋４．３邋Ｆｒｅｅ邋ｍｅｓｈ邋ｄｉｖｉｄｉｎｇ逡逑４．邋２邋２边界条件与加载过程逡逑膜片在装配过程中涉及到与硬芯和夹持仍的接嘦
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ760.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 尤惠珍;可补偿设备开启高度不足的拉深模[J];航天工艺;1985年04期

2 王纯礼;;用计算器精测闸门开启高度[J];农田水利与小水电;1987年10期

3 于慧,韦杰;弹簧式安全阀阀球开启高度对排量的影响[J];本溪冶金高等专科学校学报;2000年02期

4 王兴茂;弹簧全启式安全阀开启高度限位值的计算[J];流体工程;1993年09期

5 陈立龙;保证安全阀开启高度的方法[J];流体工程;1989年08期

6 楼汉良;;堰闸流量资料整编程序[J];浙江水利科技;1987年01期

7 郑斯荣,陈立龙;安全阀开启高度公差值的确定[J];流体工程;1987年08期

8 邱晓来;安全阀排量系数与开启高度关系的试验研究[J];流体工程;1989年07期

9 郭长旭;庞士信;张治国;;波纹膜片性能分析[J];仪表技术与传感器;2010年04期

10 刘春香;刘喜平;苗淑杰;李荣智;;圆弧形波纹膜片的设计计算[J];机械工程师;2012年12期

相关会议论文 前10条

1 肖自力;;细纱胶圈同步性应用实践[A];“经纬杯”全国环锭细纱机技术进步和纺纱器材、专件应用技术交流研讨会论文集[C];2005年

2 裴大伟;郑功振;刘旭;;胶圈与成纱质量关系的探讨[A];第十一届中国棉纺织行业协会“五爱杯”胶辊胶圈等纺织牵伸部件应用技术经验交流会论文集[C];2006年

3 裴大伟;郑功振;刘旭;;胶圈与成纱质量关系的探讨[A];无锡明珠杯2006全国提高纱线质量暨纺纱器材创新产品应用技术研讨会论文集[C];2006年

4 叶连生;杨福宁;;准确配置上胶圈规格尺寸提高产品质量[A];“安徽潜阳杯”2008年全国推广应用新型纺织器材科技成果技术研讨会论文集[C];2008年

5 文皖;;纺纱高效工艺中有关胶圈几个主要技术问题的探讨[A];“安徽潜阳杯”2008年全国推广应用新型纺织器材科技成果技术研讨会论文集[C];2008年

6 杨英锐;涂同华;;新型高耐磨、高耐屈挠胶圈的应用探讨[A];“安徽潜阳杯”2008年全国推广应用新型纺织器材科技成果技术研讨会论文集[C];2008年

7 吴京学;房克忠;孙传跃;郭建祥;;浅谈纺纱过程中胶圈上厚下薄技术问题探讨[A];“无锡锡海杯”2010年全国推广应用创新型纺织器材提高成纱质量技术研讨会论文集[C];2010年

8 文皖;孙松林;唐忠良;;胶圈对成纱质量影响的研究[A];“经纬杯”全国环锭细纱机技术进步和纺纱器材、专件应用技术交流研讨会论文集[C];2005年

9 赵博;;国产花纹胶圈的特点及应用技术探讨[A];“经纬杯”全国环锭细纱机技术进步和纺纱器材、专件应用技术交流研讨会论文集[C];2005年

10 肖自力;吴明生;;轴承式下胶圈张力辊的应用性能分析[A];“安徽潜阳杯”2008年全国推广应用新型纺织器材科技成果技术研讨会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前7条

1 西安工程大学 李晶;细纱胶圈的创新构思[N];中国纺织报;2007年

2 西安工程大学 李晶　王璐;细纱胶圈结构对成纱质量的影响[N];中国纺织报;2012年

3 中原工学院 赵博;胶圈处理：紫外线光照法的优越性[N];中国纺织报;2013年

4 王永红　金龙;首矿协力公司胶圈加工攻关提效[N];中国冶金报;2010年

5 记者 柏松;短波紫外线光照胶圈宁波投产[N];中国纺织报;2002年

6 山东省滕州市鲍沟中学 李云鹏;妙用废旧物品[N];中国体育报;2011年

7 江苏大生集团 殷高伟;梯式复合型胶圈改善赛络纺成纱质量[N];中国纺织报;2012年

相关硕士学位论文 前9条

1 姜男;某型号减压器的设计及关键件的性能分析[D];东北大学;2015年

2 孙耀平;弹簧全启式安全阀排量的数值模拟与实验研究[D];华南理工大学;2015年

3 李从元;动车组制动用安全阀研究[D];西南交通大学;2017年

4 陈鹏;基于机器视觉的扁弹簧在线分类及质量检测[D];郑州大学;2017年

5 资雁军;波纹膜片共振式流体消声器衰减特性研究[D];长沙理工大学;2015年

6 侍海静;基于节流—遮断功能分离的真空失效遮断器结构及试验研究[D];南京理工大学;2008年

7 左豪;电阻膜片喷涂加工雾化射流场PIV测量及工艺试验研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

8 靳德道;抗湿滑套扎器胶圈的制备与生物相容性研究[D];华南理工大学;2015年

9 曾志春;压裂泵泵阀胶圈失效机理与结构优化研究[D];西南石油大学;2017年

本文编号：2634043