發(fā)布時(shí)間：2018-01-04 04:40

  本文關(guān)鍵詞：異型腔旋葉式計(jì)量泵的優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)　出處：《浙江大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 異型腔旋葉式計(jì)量泵 過(guò)渡曲線 沖擊 速度 加速度 加速度率 葉片 壓力角 振動(dòng) 流量脈動(dòng) 密封 ANSYS

【摘要】：在已有異型腔旋葉式計(jì)量泵的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化分析,并生產(chǎn)優(yōu)化分析后的樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定計(jì)量精度、容積效率。 首先,參考已有的高次過(guò)渡曲線的性能和特點(diǎn),通過(guò)分析過(guò)渡曲線的徑向速度、加速度和加速度率所導(dǎo)致的振動(dòng)沖擊,推導(dǎo)出了一條簡(jiǎn)單、易于加工的五次與正弦函數(shù)組合過(guò)渡曲線。計(jì)算機(jī)仿真與分析結(jié)果表明：五次方組合過(guò)渡曲線的速度、加速度和加速度率在過(guò)渡點(diǎn)處滿足了理論理想無(wú)沖擊過(guò)渡漸變,并且五次方組合過(guò)渡曲線的加速度率曲線比八次方加速度率曲線平緩,激蕩頻率也相對(duì)較小,加速度率的最大值也比七次和八次方過(guò)渡曲線相對(duì)較小。在此基礎(chǔ)上,分析了葉片頂端形狀對(duì)葉片摩擦磨損的影響及對(duì)流量脈動(dòng)的影響,并獲得了葉片頂端圓弧曲率半徑的最大值,同時(shí)也計(jì)算了阻尼孔的大小。 其次,列出了葉片的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)受力方程。為了提高異型腔旋葉式計(jì)量泵計(jì)量精度的穩(wěn)定性、減少動(dòng)力損耗、控制葉片的振動(dòng),摩擦、磨損及側(cè)向力,以葉片與一種五次方組合過(guò)渡曲線定子內(nèi)腔構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副為研究對(duì)象,分析了異型腔旋葉式計(jì)量泵的葉片壓力角特性。根據(jù)該運(yùn)動(dòng)副的幾何結(jié)構(gòu)和葉片受力、運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),分別求出了每一模型的壓力角與葉片轉(zhuǎn)角、葉片厚度以及葉片頂端幾何參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,同時(shí)描述了圓弧頂葉片頂端接觸點(diǎn)的變化規(guī)律。分析與計(jì)算結(jié)果表明：隨著葉片轉(zhuǎn)角的變化,壓力角幅值先增大再減��；在圓弧頂端葉片形狀下,壓力角的變化與葉片厚度無(wú)關(guān),并且隨著葉片頂弧面曲率半徑的增大而增大；在平頂頂端葉片形狀下,壓力角幅值隨著葉片厚度的增加而增大。并且利用ANSYS對(duì)葉片的振動(dòng)模態(tài)和可靠性進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真分析,得到了葉片振動(dòng)模態(tài)值和可靠性影響因素。 再次,列出了具體的間隙密封流量表達(dá)式,得到了特定條件下間隙引起的密封漏流量。并且通過(guò)建立流量數(shù)學(xué)方程對(duì)葉片厚度,葉片頂端形狀,葉片運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性,導(dǎo)流槽形狀對(duì)出流口流體回流可能引起的流量脈動(dòng)進(jìn)行了分析計(jì)算,獲得了這些參數(shù)與流量的關(guān)系曲線。分析與計(jì)算結(jié)果表明：葉片頂端形狀對(duì)瞬時(shí)流量幾乎沒(méi)有影響；隨著葉片厚度的增大,流量脈動(dòng)也隨之增大；葉片的振蕩頻率越大流量的脈動(dòng)性也越大；隨著出流口導(dǎo)流槽寬度的增大,回流流量對(duì)流量產(chǎn)生的脈動(dòng)也隨之增加。 最后,在機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的基礎(chǔ)上,生產(chǎn)了計(jì)量泵樣機(jī),設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)標(biāo)定方案,對(duì)樣機(jī)進(jìn)行計(jì)量精度、容積效率等相關(guān)性能參數(shù)的測(cè)定。
[Abstract]:On the basis of the existing special-shaped cavity rotary vane metering pump, the optimization analysis is carried out, and the prototype after optimized analysis is produced, and the measurement accuracy and volumetric efficiency are measured experimentally. Firstly, referring to the performance and characteristics of the existing high-order transition curve, a simple method is derived by analyzing the vibration shock caused by the radial velocity, acceleration and acceleration rate of the transition curve. The results of computer simulation and analysis show the speed of the quintic combined transition curve. The acceleration and acceleration rate meet the theoretical ideal transition gradient at the transition point, and the acceleration rate curve of the quintic combined transition curve is slower than that of the eighth power acceleration rate curve, and the shock frequency is relatively small. The maximum acceleration rate is also smaller than that of the seventh and eighth power transition curves. On this basis, the effects of blade tip shape on blade friction and wear and flow pulsation are analyzed. The maximum radius of curvature of the arc at the tip of the blade is obtained, and the size of the damping hole is also calculated. Secondly, the static and dynamic force equations of the blade are listed. In order to improve the stability of measurement accuracy, reduce the power loss, control the blade vibration, friction, wear and lateral force. The characteristics of blade pressure angle of a special cavity rotary vane metering pump are analyzed based on the geometry structure of the rotor and the force on the blade. The characteristics of the motion, the relationship between the pressure angle of each model and the blade rotation angle, blade thickness and the geometric parameters of the blade tip are obtained respectively. The analysis and calculation results show that the pressure angle amplitude increases first and then decreases with the change of blade rotation angle. Under the shape of the blade at the top of the arc, the change of the pressure angle is independent of the blade thickness, and increases with the increase of the curvature radius of the top arc of the blade. Under the shape of flat-top blade, the amplitude of pressure angle increases with the increase of blade thickness, and the vibration mode and reliability of the blade are simulated and analyzed by ANSYS. The vibration modal values and reliability factors are obtained. Thirdly, the specific expression of clearance seal flow rate is listed, and the sealing leakage flow caused by clearance under certain conditions is obtained, and the blade thickness and blade tip shape are obtained by establishing the flow mathematical equation. The stability of blade movement and the shape of the guideway are analyzed and calculated for the flow pulsation caused by the reflux of the outlet fluid. The relationship curves between these parameters and the flow rate are obtained. The results of analysis and calculation show that the tip shape of the blade has little effect on the instantaneous flow rate. With the increase of blade thickness, the flow pulsation also increases. The greater the oscillation frequency of the blade, the greater the pulsation of the flow rate. With the increase of the width of the outlet channel, the pulsation of the flow rate is increased. Finally, based on the optimization analysis of mechanical structure, the prototype of metering pump is produced, the experimental calibration scheme is designed, and the measurement accuracy, volumetric efficiency and other related performance parameters of the prototype are measured.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH38

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本文編號(hào)：1377089