發(fā)布時(shí)間：2019-11-09 19:43

【摘要】：往復(fù)泵因其具有輸送介質(zhì)廣泛、效率高、排壓高特點(diǎn),在大型船舶、石油開發(fā)、煤氣化工、電站排渣等國(guó)防和民用領(lǐng)域起著重要的作用。曲軸是往復(fù)泵中最重要、最昂貴的零件之一,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度決定著整個(gè)往復(fù)泵的承載能力及工作可靠性。曲軸的疲勞斷裂很可能引起往復(fù)泵其他零件的破壞。隨著往復(fù)泵朝高速、高強(qiáng)度、重載方向的發(fā)展,曲軸的工作條件更加惡劣,因此曲軸的強(qiáng)度分析在往復(fù)泵設(shè)計(jì)中占有極其重要的作用。 本文以某型號(hào)三缸單作用往復(fù)泵曲軸為研究對(duì)象,通過截面簡(jiǎn)支梁法、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)及有限元仿真對(duì)曲軸的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了深入的研究和分析。此外,通過試驗(yàn)測(cè)試和分析,揭示了新型流量可調(diào)節(jié)往復(fù)泵的動(dòng)載荷變化規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下: 1)基于截面簡(jiǎn)支梁法對(duì)往復(fù)泵曲軸進(jìn)行力學(xué)分析,推導(dǎo)出該曲軸在工作過程中所受內(nèi)、外力以及截面應(yīng)力的計(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),采用Visual Basic6.0語言開發(fā)出往復(fù)泵曲軸疲勞強(qiáng)度校核系統(tǒng)。 2)運(yùn)用Solidworks軟件建立整體曲軸模型,導(dǎo)入Ansys有限元軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,針對(duì)4中危險(xiǎn)工況、兩種不同的邊界條件下進(jìn)行有限元計(jì)算,得到了曲軸的整體應(yīng)力分布情況,并進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。有限元分析結(jié)果驗(yàn)證了計(jì)算軟件的可靠性,并為曲軸設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供依據(jù)。 3)采用動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量的方法得到流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的真實(shí)動(dòng)載荷,分析得到了往復(fù)泵動(dòng)載荷隨流量調(diào)節(jié)比、沖程速度及排壓的變化規(guī)律。對(duì)曲軸進(jìn)行了基于實(shí)際動(dòng)載荷的強(qiáng)度校核,探討基于實(shí)際動(dòng)載荷的往復(fù)泵曲軸強(qiáng)度計(jì)算的必要性。 通過研究發(fā)現(xiàn),疲勞校核程序和有限元分析相結(jié)合的方法,可以顯著提高計(jì)算效率,加快新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度;通過動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試得到了往復(fù)泵動(dòng)載荷變化規(guī)律,分析發(fā)現(xiàn),流量可調(diào)節(jié)往復(fù)泵必須基于實(shí)際動(dòng)載荷進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。
【圖文】：

是依靠活塞在缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將能量以靜壓力形式傳遞給動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)輸送的容積式泵[1]。往復(fù)泵是最早出現(xiàn)的泵類00 多年的歷史。在旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)出現(xiàn)之前，往復(fù)泵幾乎是唯紀(jì)中由于在旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)出現(xiàn)，離心泵、轉(zhuǎn)子泵等在很多領(lǐng)當(dāng)前，往復(fù)泵的產(chǎn)量只占整個(gè)泵類總產(chǎn)量的很小一部分。但特點(diǎn)并沒有被其他泵類所取代，仍然是其他泵類所不能及的一種不可或缺的泵類，被廣泛的使用[2]。泵和轉(zhuǎn)子泵相比，往復(fù)泵具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：輸送介質(zhì)十分、效率高，，可獲得很高的排出壓力且流量與壓力無關(guān)，特別適工作。在當(dāng)今能源緊缺的形式下，往復(fù)泵作為節(jié)能產(chǎn)品，在、水利水電、管道輸送、煤氣化工、電站排渣和礦山開采等國(guó)重要的作用。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式不同，往復(fù)泵可以分為：曲柄連桿驅(qū)動(dòng)往復(fù)泵，凸輪機(jī)構(gòu)往復(fù)泵。其中曲柄連桿機(jī)構(gòu)往復(fù)泵是以力源，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)泵，是當(dāng)前使用范圍最廣，技術(shù)較為成熟，穩(wěn)定性最好的往

每段曲軸當(dāng)作一個(gè)絕對(duì)剛性的簡(jiǎn)支梁計(jì)算[1][18]，圖 1-2 為其計(jì)算迅速，能反映曲軸的基本受力情況，曾經(jīng)在工程應(yīng)用中有重要的下多處與實(shí)際情況不符：a) 將分布載荷簡(jiǎn)化為集中載荷；b) 忽略了相鄰曲拐的內(nèi)彎矩作用；c) 支反力的考慮過于簡(jiǎn)單。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH38

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2558636