基于ProE的柱塞泵仿真设计毕业论文 - 图文(4)

2019-09-02 13:19

太容易产生气穴。

c值的大小和泵的类型以及吸油口的设计有关。各类的c值大小如下:螺杆泵为0.3,齿轮泵即叶片泵小于0.4,柱塞泵为0.7。任何一种泵,如果其吸入口设计不好,都有可能使c值达到1,而不利于防止气穴发生。

图可以判定泵的运转部件不产生严重气蚀时的速度限值。例如,在泵的入口处压力为13.3KPa,空气分离压为3.3MPa时,任何c=1的泵其运转部件的速度都须小于3.35m/s;但若c=0.5,则该速度可提高到4.9m/s。当泵速和空气分离压已知时,图还可用来估算泵入口处所需的最小压力(适用于密度)

为了避免在泵内产生气穴现象,应尽量降低吸入高度,采用通径角度的吸油管并尽量少用弯头,吸油管端采用容量较大的过滤器,以较小吸油阻力。也看将液压泵浸入在油中以利吸油,或采用邮箱高置(放在泵上面)的方式,必要时还可以增加辅助泵,将低压油输入到液压泵的吸油口,也可采用加压邮箱(将邮箱密封,在邮箱内通入低压压缩空气)等。

液压泵使用中的另一种常见的现象是油中掺混空气。当回油使邮箱中混入一些空气泡时,当吸油管和泵接头处密封不严时,以及当吸油管插入油面太浅时,都会使泵吸入油液中含有很多空气泡。因此,要采取相应措施避免掺混气泡现象发生。

2.8 液压泵的噪声

液压泵的噪声在液压系统的噪声中占有很大的比重,减小液压泵的噪声时液压系统降噪处理中的重要组成部分。因此,应了解液压泵产生噪声的原因,以便采取相应措施来降低泵的噪声。 产生噪声的原因:

1)泵的流量脉动引起压力脉动,这是造成泵振动和噪声的动力源。

2)液压泵在其工作过程中,当吸油容积突然和压油腔接通,或压油容积和吸油腔接通时,会产生流量和压力的突变而产生噪声。 3)气穴现象、

4)泵内流道具有突然扩大或收缩、急拐弯、通道面积过小等而导致油液湍流、旋涡而产生噪声。

5)泵转动部分不平衡、轴承振动等引起的噪声。 6)管道、支架等机械连接部分因谐振而产生的噪声。 降低噪声的措施:

1)吸收泵的流量和压力脉动,在泵的出口处安装蓄能器或消声器。 2)消除泵内液压急剧变化,如在配油盘吸、压油窗口开三角形阻尼槽。 3)装在邮箱上的电动机和泵使用橡胶垫减振,安装时电动机轴和泵的同轴度要

好,要采用弹性联轴器;或采用泵电动机组件。

4)压油管的某一段采用橡胶软管,对泵和管路的连接进行隔振。 5)防止气穴现象和油中掺混空气现象。

2.7 本章小结

本章详细讲解了柱塞泵的工作原理、工作过程、以及柱塞泵的一些特性,从而使读者能更清晰的了解柱塞泵的工作原理,以及讲述了在泵中常发生的一些现象,比如说“气穴现象”,以及在泵中的“噪声”,详细叙述了避免“气穴现象”和噪声的方法。本文还讲解了一些关于泵的基本概念。

第三章 轴向柱塞泵的仿真设计

3.1 前言

计算机仿真技术就是应用计算机对系统的数学模型求解,以研究实际系统运行的性能的技术,由于计算机仿真是应用计算机中的数学模型做实验,与用实物做实验比较,具有经济、安全、实验周期短等特点。

在柱塞泵的设计制造过程中引进仿真技术可以大大缩短柱塞泵的研发周期、降低研发成本、提高可靠性。

本文通过对一轴向柱塞泵从建立模型、装配、到柱塞泵运动仿真、分析的全过程,简述了仿真技术在柱塞泵设计过程中的应用。

1985年,PTC公司成立于美国波士顿,开始参数化建模软件的研究。1988年,V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展,Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER WildFire 3.0。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。

Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。

基于特征的参数化造型:Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如:设计特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。

装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性),然后修改参数很容易的进行多次设计叠代,实现产品开发

Pro/ENGINEER作为一款集成了CAD/CAM/CAE/PDM的工程软件,其三维建模能力很强,而其中的Mechanism模块又具有运动/动力学仿真、动态、静态、力平衡等多种仿真、分析功能,并且Mechanism提供了各种机构配合方式,能够进行连杆机构,凸轮机构、齿轮机构、齿轮系、螺旋机构、多种复合机构等进行仿真、分析。

借助像Pro/E这样的三维CAD软件和仿真技术,大大缩短了新产品设计的周期;而且通过对数字化模型的分析可以提早发现产品的缺陷并加以修改,达到了优化设计的目的;直接在数字化模型上进行各种运动及材料特性的仿真分析而不用投入大量的人力、财力进行产品试制,有效节约了生产成本。应用仿真技术对机床行业,及各个机械行业都是大有裨益的。

3.2 轴向柱塞泵的建模

图3-1

在ProE中模型是由很多特征组成的,所以在建立柱塞泵泵体的时需要建立相关特征,一般在建立特征的时候都要进行草绘,然后根据草绘的图元再转化为三维图形,例如:在画泵体的底座时就要进入草绘模式画出底座的二维图形。

(ProE的草绘环境)

然后通过“插入”--“拉伸”的方法使之变成实体。

在ProE中绘图是非常方便的,因为它是全参数化设计,全相关性,只要模型有一处改动,都会影响全局,所遇避免发现问题时返回操作而出现大量的重复工作。

依次建立泵体的其他特征,ProE提供给我们的一个映射键位的功能是非常方便的,这样可以定义我们习惯的快捷键,从而加快产品的开发,缩短新产品的研发周期。

(加了泵套的柱塞泵)

本课题对以前的柱塞泵做了一些改进,原来的柱塞泵是没有泵套的,当柱塞长期在泵腔中工作时易造成泵体内腔的磨损,加了泵套之后柱塞对泵体的磨损转


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