本文關(guān)鍵詞：沖壓成型屏蔽泵的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：屏蔽泵在輸送液體時能夠?qū)崿F(xiàn)無泄漏,一般用在運送特殊性液體的設(shè)備中。傳統(tǒng)鑄造屏蔽泵的主要缺點有:體積較大,浪費材料、從毛坯鑄造成型到成品要經(jīng)歷一系列的機械加工工序,費時費力,且鑄造工藝能耗高,有污染,不能滿足當前節(jié)能減排的要求。針對鑄造屏蔽泵的缺點,結(jié)合江蘇省科技支撐項目,本課題設(shè)計開發(fā)了型號為PBCY80-65-160型的塑性成形輕質(zhì)結(jié)構(gòu)屏蔽泵,簡稱沖壓成型屏蔽泵。屏蔽電動機的冷卻回路使用內(nèi)循環(huán)型結(jié)構(gòu),葉輪與蝸殼均采用塑形成型工藝制造。結(jié)合塑形成型工藝設(shè)計葉輪、蝸殼,對包括前后泵腔及口環(huán)間隙水體等在內(nèi)的泵端全流場進行三維定常模擬。利用熱流耦合技術(shù),模擬包括電機引流孔、前后軸承間隙等在內(nèi)的屏蔽泵全流場,分析沖壓成型屏蔽泵內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)的溫度場與壓力場分布,同時模擬屏蔽泵內(nèi)軸向力分布。設(shè)計一種屏蔽泵軸向力實時測試裝置,檢驗模擬軸向力的準確性。采用Dynaform軟件對葉片回彈進行分析。本課題主要研究如下:(1)依據(jù)江蘇省科技支撐項目的要求,結(jié)合沖壓成型屏蔽泵的結(jié)構(gòu)與工藝特點,設(shè)計研發(fā)沖壓成型屏蔽泵,包括整體設(shè)計以及沖壓葉輪和沖壓蝸殼等過流部件的水力設(shè)計。(2)結(jié)合屏蔽泵電機內(nèi)循環(huán)型冷卻潤滑回路的設(shè)計,用數(shù)學方法計算循環(huán)介質(zhì)在通過引流孔、屏蔽套間隙、排液口、中軸孔等部位時的壓降損失,進而可以計算出在設(shè)計工況下冷卻循環(huán)流量和不平衡軸向力。(3)應(yīng)用建模軟件Creo對沖壓成型屏蔽泵的葉輪水體、蝸殼水體等在內(nèi)的流體區(qū)域進行實體建模,采用ICEM軟件對所有三維模型進行網(wǎng)格劃分,通過CFD軟件對沖壓成型屏蔽泵泵端全流場進行數(shù)值計算。分析了在不同工況下泵內(nèi)壓力、速度分布變化規(guī)律以及沖壓蝸殼各斷面的速度分布,計算得到?jīng)_壓成型屏蔽泵的外特性性能。在江蘇大學開式試驗臺對沖壓成型屏蔽泵進行試驗,驗證CFD模擬的可靠性。(4)在整個泵端流場模擬的基礎(chǔ)上,對包括屏蔽電動機內(nèi)部流體區(qū)域的沖壓(5)成型屏蔽泵冷卻循環(huán)回路全流場進行熱流耦合數(shù)值分析。分析了沖壓成型屏蔽泵內(nèi)循環(huán)回路在不同工況下的冷卻流量以及冷卻循環(huán)回路中各壓阻元件的壓力分布與溫度分布。通過壓力分布與溫度分布驗證了內(nèi)循環(huán)回路設(shè)計的合理性。(6)利用沖壓成型屏蔽泵冷卻循環(huán)回路的數(shù)值分析,計算得到了泵內(nèi)部軸向力的分布,通過設(shè)計一種可以實時監(jiān)測泵軸向力大小與方向的裝置,驗證了屏蔽泵軸向力模擬分析的正確性。(7)介紹了葉片沖壓工藝,對滿足水力性能要求的葉片進行設(shè)計,利用數(shù)學方法推導出葉片展開公式。運用三維軟件UG對葉片板料、凹模、凸模進行建模,并使用Dynaform軟件對葉片沖壓過程進行模擬分析。模擬結(jié)果表明,葉片沖壓過程整體較為順利,但是葉片進口尖端處葉片厚度增加,容易產(chǎn)生硬化。同時葉片進口尖端處也是整個葉片沖壓過程中回彈最為嚴重的地方。
【關(guān)鍵詞】：沖壓成型屏蔽泵 數(shù)值模擬 熱流耦合 軸向力實時測試 沖壓分析
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH38;TG386
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-15
• 1.2.1 屏蔽泵13-14
• 1.2.2 沖壓成型泵14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 沖壓成型屏蔽泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計17-26
• 2.1 沖壓成型屏蔽泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計17-18
• 2.2 葉輪水力設(shè)計18-20
• 2.3 蝸殼水力設(shè)計20-22
• 2.4 冷卻循環(huán)回路設(shè)計22-25
• 2.4.1 內(nèi)循環(huán)型23
• 2.4.2 內(nèi)循環(huán)理論計算23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于CFD的沖壓成型屏蔽泵數(shù)值模擬26-36
• 3.1 計算模型的建立26-29
• 3.1.1 三維模型的建立26-27
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分27-29
• 3.2 三維湍流流場基本控制方程29
• 3.3 數(shù)學計算模型29
• 3.4 計算結(jié)果及分析29-34
• 3.4.1 壓力場分布29-32
• 3.4.2 速度場分布32-34
• 3.5 模擬及試驗對比34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 沖壓成型屏蔽泵冷卻循環(huán)回路的熱流耦合36-47
• 4.1 計算模型的建立36-38
• 4.1.1 三維模型的建立36-37
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分37-38
• 4.2. 換熱模型38-41
• 4.2.1 屏蔽電動機傳熱問題38-39
• 4.2.2 屏蔽電動機熱量計算39-41
• 4.2.3 求解設(shè)置41
• 4.3 計算結(jié)果及分析41-44
• 4.3.1 壓力場分布41-42
• 4.3.2 溫度場分布42-44
• 4.4 中空軸孔徑對冷卻的影響44-45
• 4.5 冷卻循環(huán)流量45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第五章 沖壓成型屏蔽泵軸向力的分析與平衡47-62
• 5.1.軸向力理論計算47-50
• 5.1.1 屏蔽泵產(chǎn)生軸向力的影響因素47-48
• 5.1.2 蓋板力T1計算48-49
• 5.1.3 動反力T2的計算49
• 5.1.4 電機轉(zhuǎn)子兩端壓差力T3的計算49-50
• 5.1.5 輪轂軸端壓差力T4的計算50
• 5.2 軸向力平衡50-52
• 5.3 軸向力模擬52-55
• 5.3.1 蓋板力T1模擬52-54
• 5.3.2 電機轉(zhuǎn)子兩端壓差力T3的計算54-55
• 5.3.3 輪轂軸端壓差力T4的計算55
• 5.4 軸向力試驗驗證55-61
• 5.4.1 軸向力試驗介紹55-57
• 5.4.2 屏蔽泵軸向力實時測試裝置57-58
• 5.4.3 試驗過程58-60
• 5.4.4 試驗結(jié)果60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 葉片沖壓工藝的研究62-71
• 6.1 葉片成型過程62
• 6.2 葉片沖壓工藝分析62-63
• 6.3 DYNAFORM介紹63-64
• 6.4 建立實體64
• 6.5 劃分網(wǎng)格64-65
• 6.6 材料屬性定義65
• 6.7 模擬工序及控制參數(shù)65-66
• 6.8 模擬結(jié)果分析66-68
• 6.9 回彈分析68-70
• 6.10 本章小結(jié)70-71
• 第七章 總結(jié)與展望71-73
• 7.1 研究結(jié)果與總結(jié)71-72
• 7.2 研究工作展望72-73
• 參考文獻73-78
• 致謝78-79
• 作者在攻讀碩士學位期間的成果79

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本文編號：403839