基于计算机软件的双作用式叶片泵分析

2022-09-13 版权声明 我要投稿

双作用式叶片泵在石油、航天等领域中的应用十分广泛,是发动机结构体系中的重要部件。叶片泵在旋转运行中会产生负压,从而吸取油壳底部的液压油,向发送机摩擦部位持续供油。叶片泵供油性能会直接影响发动机的润滑性能,因此叶片泵性能不足会直接加剧发送机磨损。双作用式叶片泵在运行当中,转轴是核心部件。同时,叶片泵定子端面、内腔粗糙度也是需要重点考虑的一环。而应用计算机软件技术可以对双作用式叶片泵运行状况实施监控,并且可以起到自动控制的功能。加强计算机软件在双作用式叶片泵中应用的研究有着重要意义。

一、双作用式叶片泵相关阐述

双作用式叶片泵运行功能是叶片在操作往复运动,从而实现相应的功能。在运行中,泵体、转子、叶片、配油盘会形成密封空间。根据密封空间量变化,转轴在转动时,会同时带动转子、叶片旋转,并实现前后运动,改变内部真空压力。叶片内部定子从小半径移动到大半径端时,此时叶片向外移动,增加密封空间,产生真空环境,负压效应会抽取油液。反之,则是由大半径朝向小半径方向移动,叶片会缓缓的进入槽内,密封空间被挤压产生负压环境,压出油液。所以,转子转一周,叶片会向外、向内运行两次,分别实现吸油、排油的功能。

二、计算机软件在双作用式叶片泵加工中的应用

本文采用Unigraphics和ANSYS软件展开设计,旨在控制双作用式叶片泵运行,提高运行效能。

(一)建模装配

采用Unigraphics软件进行建模设计,同时展开虚拟装配。为了可以获取良好的模型结构特征,采用六视图投影方案。将模型中的各个零件设置成不同颜色,这样更有助于区分、识别、装配。

(二)定子加工编程

双作用式叶片泵定子外立面、内立面形有所不同,分别为圆柱面、椭圆柱面,生产加工可以采用三轴切削数控机床。调整为mill-planar加工环境,抬刀距离为10mm。在创设毛坯模型时,定在外是圆柱面,选择满足标准下的最小毛坯形体,毛坯余量控制在2mm左右。粗铣刀采用Φ15铣刀,刀具下圆半径为2mm,刀刃长度为50mm。精铣刀具选择Φ10,下圆角半径为0,刀刃长度为50mm。铣削孔刀具采用Φ3铣刀,下圆角半径为0,刀刃长度为50mm。在实际设计当中,要在软件上确定部件形态、毛坯加工参数、加工边界等。

粗铣切削时沿着周边逐次切削,切削深度控制1-2mm范围内。精铣切削同样是沿着毛坯周边进行切削,切削深度控制在0.5-1mm范围内。精准设置每个加工参数信息,软件当中会自动生成刀具轨迹,不同的加工工序设置参数,其刀具轨迹也不同。在数控加工参数设计完成之后,选择三坐标数控铣床,并设定文件名,并导出数控加工代码。

(三)转轴静力学

转轴结构十分复杂,为了提高加工便捷性,要对结构模型简化处理。将不影响轮廓加工的环节全部取出,保留主流工程设计。在Unigraphics平台上构建产品模型,并将模型转化为.x_t格式文件(默认格式就是.x_t格式),并将其导出和存储,将.x_t文件导入到ANSYS中即可展开后续操作。在ANSYS软件对模型进行后续处理,设置参数,选择类型和节点。如某转轴定义单元为solid、选型为Node187、节点为10、轴材料为45号钢、弹性模量为200GPa、泊松比为0.3.

上述工作完成之后,通过四面体自由计算划分模型网格,并对模型网格疏密等级记性设置。根据转轴的实际运行状况,对转轴模型中加入边界。在软件中对粗端面边界条件设置成“安全约束”,转轴细端施加边界条件为“固定Y方向移动”。

某双作用式叶片泵采用该设计方案,其基本参数为:排量25mL/r,旋转速率为960r/min,压力为6.29MPa,驱动功率为3.3kW,转轴粗端半径为10mm、细端半径为6mm,从而获得粗短、细端静力大小。转轴粗端键槽长度为20mm,花键长度为25mm,从而获得键槽均匀分布荷载、花键荷载。在所有参数添加完毕之后,即可在ANSYS软件中求解,得出荷载作用下转轴会产生微小变形。转轴最大位移部位在花键位置,转轴最大应力也出现在花键位置。所以要在转轴外设置强化装置、抗震装置,避免转轴花键受损或报废。

三、结束语

综上所述,计算机软件在双作用式叶片泵设计生产中,可以采用Unigraphics对叶片泵进行建模仿真,对数控加工定子展开编程设计,生成加工代码,从而实现定子的机械制造。应用ANSYS软件对转轴展开有限元分析,得出在荷载作用下总位移、应力图形,分析转轴荷载下的变形量,并对薄弱部分采取防护措施,这样即可保证双作用式叶片泵的设计生产质量。

摘要:随着我国计算机技术不断发展,当今计算机软件在工业生产中的应用愈加广泛。双作用式叶片泵是一种典型的旋转机械,是发动机润滑系统的重要组成部分。为了能够保证双作用式叶片泵运行质量,采用计算机软件控制设计加工方案是不错的选择。基于此,本文首先对双作用式叶片泵进行介绍,进而提出计算机软件在双作用式叶片泵设计加工中的应用。

关键词:计算机软件,双作用式叶片泵,应用

参考文献

[1] 赵浩甲,宋文学,李莎.基于计算机软件的双作用式叶片泵分析研究[J].机械制造,2019(3):49-51.

[2] 王马林,唐坤,郝跃跃,等.新型双作用式叶片泵的理论研究[J].机械,2012,39(10):68-70.

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