直线电机三缸往复泵机理研究

发布时间：2020-03-26 01:38

【摘要】： 往复泵是最常见类型泵中的一种。本文通过对曲柄连杆机构及衍生机构的往复泵、凸轮机构的往复泵以及液压往复泵深入的调查研究发现,现有的往复泵有很多缺点;诸如中间传动环节多,整体系统效率较低、结构复杂,维修不方便,往复泵的排量和压力波动严重以及受动力端结构限制,难以实现长冲程、低冲次、大排量等。 直线电机可以将电能直接转换成直线运动机械能,它具有结构简单、无接触运动、噪音低、精度高、维护方便、可靠性高等优点。直线电机在国内外很多领域中已经得到较为广泛的研究与应用。在往复泵的研究中,如果采用直线电机直接驱动做往复运动的活塞或柱塞,那么往复泵的结构将大为简化,泵总体结构紧凑,系统效率高;并且可以通过改变活塞的运动规律,使泵的流量恒定;同时便于实现自动化控制,若采用智能化控制系统,易于实现自动化生产。 本文从曲柄连杆机构往复泵的基本原理入手,提出无因次流量、无因次速度的定义,开展直线电机往复泵活塞组件的运动规律研究,提出能使直线电机三缸单作用往复泵实现理论上“恒流”的活塞组件运动规律,在此基础上分析相位误差和泵阀滞后现象对泵的实际流量的影响。开展直线往复泵活塞组件的动力学研究,建立直线电机三缸单作用往复泵和双直线电机双作用往复泵活塞组件的动力学模型,分析影响往复泵活塞组件受力状况的因素。在运动分析和动力分析的理论基础上,推导出直线电机推力与控制变量的函数关系,给出直线电机频率的变化范围,提出适合往复泵的直线电机理论模型。最后,进行直线电机往复泵系统效率和功率的计算,与曲柄连杆机构往复泵的效率功率作对比研究。 通过本文的研究,建立了直线电机驱动的三缸往复泵工作理论,为开发具有自主知识产权的新型直线电机往复泵奠定了基础。
【图文】：

连杆与十字头(滑块)铰接，十字头带动活塞(或柱塞)作直线往复运动来实现吸排液体;此类型的多缸往复泵通常采用多个曲柄连杆机构按照一定的运动相位差组合，所有曲柄组成一根整体式的曲轴或偏心轴。如图1.1所示，为往复泵动力端的机构运动简图，由往复泵的工作原理中可以得出往复泵有以下特点:图 1.1曲柄连杆机构运动示意图其一，该类型的往复泵的流量只与往复泵活塞的直径、活塞行程及泵的冲次有关，而与泵的扬程无关，所以往复泵不能用排出阀来调节流量。其二，该类型的往复泵的扬程取决于泵在其中工作的装置特性。在装置中不管对活塞产生多大的压力，只要原动机有足够

图IJ曲柄连杆衍生机构的往复泵工作示意图们对曲柄连杆及其衍生机构往复泵进行了深入的研究，识到传统的曲柄连杆机构往复泵所决定的运动与动力特往复泵排出管路内的压力脉动是由流量脉动引起的，活或余弦曲线的规律变化，导致流量是瞬变的，形成排出满足生产的需要，必须附加稳压装置(如缓冲器、空气柱塞)运动加速度是瞬变的，，且泵速越高，加速度就越大点，恶化了往复泵的自吸性能，恶化了泵阀、柱塞及柱塞。通常表现为泵阀上水不好，液力端发出异常冲击声，，从而导致液力端的易损件(如泵阀、阀座、阀弹簧等轴、轴承、齿轮等也易发生故障〔司。的往复泵近几年的研究己成功研制出了以凸轮传动机构为动力端
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH38

【引证文献】

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本文编号：2600750