高速磁力驱动离心泵设计与研究

发布时间：2020-09-07 12:58

　　 磁力泵采用磁力传动,实现力矩的无接触传递,是为彻底解决机械传动泵轴封泄漏而设计的无密封、无泄漏、无污染的新型工业用泵。在车船等特定的使用场合,要求泵机组体积小、无泄漏,同时还要求泵具有高的性能参数。采用高速磁力泵可以满足这些特殊要求。高速磁力泵由变频电机直接驱动外磁转子,磁力穿越隔离套,使内磁转子旋转,内磁转子无轴封,实现无泄漏输送。高速磁力泵的特点是转速高、无轴封、无泄漏。 本文结合某军工工程的实际需要,设计研制GCB90-70型400Hz高速磁力泵。分析了高速磁力泵磁转子的运行机理,利用数值方法求解了永磁体磁场,通过合理的结构设计解决了汽蚀、噪音,轴向力平衡等关键技术问题。 磁力泵由于结构上的特殊性,决定了其能量损失构成因素的复杂性,且能量损失较其它类型泵大。本文在能量分析的基础上提出了以求效益最高为目标的单目标优化设计数学模型,为优化设计磁力泵效率提供了理论依据。 在磁力泵的设计中,磁转矩计算十分重要,工程上常用的公式作为简易快速的计算方法具有一定的实用型。但是传统的基于磁路的计算只能求出永磁机构各部分的场量平均值而无法求出场的分布形态,这就意味着不能掌握永磁磁极在不同角度下的工作点。利用有限元软件对磁力传动的结构参数进行模拟、分析,可以准确计算场的分布,也避免了单纯利用实验方法进行设计时周期长、费用高的不足。 内磁转子轴向力的平衡直接影响泵机组的寿命和运转的可靠性。在要求具有最小轴向尺寸的前提下,利用冷却循环回路来减小内磁转子右端轴向力的分布,同时冷却了滑动轴承和隔离套。经过实际运转证明各轴向力几乎达到完全平衡。 作为一种高转速小流量的无泄漏泵,无论是从结构设计,水力设计和磁路设计等方面都不能完全照搬传统的设计经验。本文设计成功的高速磁力泵为今后类似产品的开发积累了经验,具有重要的实用价值。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH311
【部分图文】：

了布产丁气产丁一万一踢’去成力图3一2儿种常见的永磁材料的去磁特性曲线(图中磁能积数值以10“Gs·oe为单位给出)3.3.2运行计算运行计算包括网格划分、施加载荷、施加边界条件和运算求解几个步骤。建好模型并按使各个面积融和(用Overipa命令)，使之成为一个整体，如图3一3所示。划分网格后的模型如图3一4所示。施加边界条件，两条径向边属于周期边界，两条弧线为磁力线平行条件A二0。然后进行求解。图3一3电磁场分析模型图3一4网格白动剖分

在第二章中给出的磁转矩计算公式直观、计算简单，适用于具有不同转子结构的磁转子扭矩计算。那用它计算的磁力值是否与基于ANSYS磁场分析的计算值一致，下面可以采用图3一l所示的一个磁转子参数进行计算。图3一9给出了采用第二章的推导公式和基于ANSYS磁场分析计算的磁转矩的关系曲线。通过比较可以看出:①两种计算结果取得了较好的吻合，说明前面推导的磁转矩计算方法具有较好的工程精度;②磁转子转矩T与转角差夕的运动轨迹是周期性变化的曲线，近似于正弦曲线。理论计算略大于ANSYS模拟值，这是因为模拟过程

自自自自自自自自自自:_____________________沙沙门门门门门门{{{rrrrrrr贬贬贬ttt一汀习习目目网网llllll万万「“{{{{{LLLLLLL/l洲洲侧侧目目日日议议本///图4一4压水室水力设计图4一5GCB6一75型高速磁力泵主要零件

【引证文献】

相关期刊论文 前2条

1 鲁军鹏;;磁力驱动泵的能量损失研究[J];能源与环境;2011年05期

2 邱英;谭定忠;王启明;;磁力密封驱动器隔离套设计及涡流损失理论与实验技术研究[J];实验技术与管理;2013年04期

相关硕士学位论文 前5条

1 周东才;膀胱动力泵排尿动力特性分析及模拟实验研究[D];广东工业大学;2011年

2 吕晶;永磁型磁流变液联轴器的设计与研究[D];武汉科技大学;2011年

3 杜杏;高速轴向磁力驱动机构机械与磁学性能分析及试验台设计[D];武汉纺织大学;2011年

4 高明;用于水下电机密封的磁力驱动装置研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

5 张佰正;深水管道位姿测量装置结构设计及样机研制[D];哈尔滨工程大学;2011年

本文编号：2813373