針對傳統往復泵的輸出流量波動較大問題,論文設計一種盤形凹槽凸輪,其可以在不借助外部設備實現恒流量輸出并且活塞運動過程中不存在加速度突變的現象,本文選取臥式三缸單作用盤形凹槽凸輪結構恒流量往復泵動力端作為研究對象。通過獲得活塞組件速度的曲線,計算得到泵的瞬時流量曲線,進而通過調整曲線的形狀,使得三缸往復泵工作時其輸出流量疊加為一個恒定值。根據活塞組件的運動速度曲線推導出盤形凹槽凸輪的輪廓線方程,從而得到盤形凹槽凸輪的外形曲線。對盤形凹槽凸輪恒流量往復泵動力端中齒輪副和活塞組件進行設計計算并通過仿真結果對其進行校核驗證設計的合理性。利用SOLIDWORKS軟件建立往復泵的三維模型,使用ADAMS軟件仿真出活塞組件的速度、加速度曲線,以及在施加載荷時盤形凹槽凸輪與活塞組件接觸點的受力情況。在仿真的結果中,活塞組件的速度、加速度曲線與理論曲線基本一致;在受力仿真中,設置的活塞組件與盤形凹槽凸輪第三接觸點受力最大,利用此點受力對盤形凹槽凸輪進行再次校核。對動力端中的盤形凹槽凸輪進行模態(tài)分析,得到各階的固有頻率,以便避開往復泵工作時的共振頻率。 

【文章來源】：安徽理工大學安徽省

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１往復泵動力端圖??

６０??得。以瞬時輸出流量為恒流量做為己知條件，可得出往復泵的每一缸的流量曲線??如下圖２、３、４所示。以第一缸為例圖２中橫坐標為盤形凹槽凸輪轉過的角度，??縱坐標為泵的輸出流量，在０？￥區(qū)間內，輸出流量逐漸增加：？ｔ區(qū)間內輸??３?３?３??出流量保持恒定；２區(qū)間內輸出流量逐漸較��；區(qū)間內，栗不對外轄Ｉ??３??出流量，泵開始吸入液體。??Ｍａｘ?－?■???—??Ｍａｘ／２?－?／?＼??ｉ?ｙ?＼?／??－Ｍａｘ?－?＾??ｉｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ．?ｉ?ｉｉｉ??Ｏ?７Ｃ／６?７１／３?ｎ／２?２？／３?５ｎ／６?ｔｃ?７〇／６?４ｘ３?３＾２?Ｓｉｌ／３?１?１ｔｃ６?２ｎ??凸輪Ｈ角》（ｒａｄ）??圖２第一缸理論流量曲線??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｔｈｅｏｒｙ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??－１３－??

下圖５所示為三個缸在一個周期內的流量輸出曲線，橫坐標表示凸輪轉角，??坐標表示輸出流量。圖中的藍色曲線表示第一缸在一個工作周期內輸入或輸出??瞬時流量，黑色曲線表示第二缸在一個工作周期內輸入或輸出的瞬時流量，紅??曲線表示第三缸在一個工作周期內輸入或輸出的瞬時流量，圖中曲線其流量值??于零的部分表示這一工作缸內的活塞向液力端方向運動，即活塞缸處于容積減??的狀態(tài)，也就是往復泵對外輸出工況；相反的，圖中流量值小于零的曲線部分??表示在這一缸內工作的活塞是朝著動力端的方向運動，即活塞缸處于容積增大??狀態(tài)，也就是往復泵從外界吸入工況。將在？ｆ區(qū)間內任一角度所對應的流??相疊加，即對應圖中第一缸和第三缸的流量相疊加均為一恒定值；區(qū)間??３?３??－１４－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]沖擊載荷作用下齒輪傳動系統動力學仿真分析[J]. 呂凱波,胡曉禾,常宗旭,常浩,廉自生.  機械傳動. 2016(09)
[2]作平面運動滾子從動件盤形凸輪機構第Ⅰ類綜合問題的完全解法[J]. 常勇,林榮富,李延平.  機械設計. 2015(05)
[3]大功率鉆井泵發(fā)展現狀與應用[J]. 曾興昌,宋志剛,黃悅華,蒲容春.  石油礦場機械. 2014(09)
[4]一種立式機械驅動鉆井泵的設計分析[J]. 鐘功祥,趙國文,呂志忠,胡霞.  機械研究與應用. 2013(02)
[5]石油礦場用往復泵發(fā)展現狀分析及研究方向探討[J]. 劉海東.  西部探礦工程. 2013(01)
[6]鉆井裝備的現狀與發(fā)展前景[J]. 徐彬.  中國科技財富. 2009(08)
[7]國內外鉆井泥漿泵發(fā)展概況[J]. 楊琴.  機械工程師. 2008(10)
[8]巨型液壓機分配閥芯開啟凸輪工作曲線設計研究[J]. 黃長征,譚建平.  機械科學與技術. 2007(06)
[9]多缸單作用往復泵動力端動力學研究[J]. 蔣發(fā)光,梁政,鐘功祥,彭代清,徐斌容,秦強.  石油機械. 2007(03)
[10]往復泵的發(fā)展與展望[J]. 張云霞,張金中.  現代制造技術與裝備. 2006(05)

碩士論文
[1]1600型五缸鉆井泵動力端的研究[D]. 趙雋海.蘭州理工大學 2012
[2]F-1000鉆井泵設計計算與仿真分析[D]. 王薇.中國石油大學 2011
[3]徑向往復泵動力端部件的研究[D]. 楊濤.武漢理工大學 2011
[4]大功率三缸單作用往復式鉆井泵計算與仿真分析研究[D]. 賈洪磊.中國石油大學 2007



本文編號：3564150