本文關(guān)鍵詞：水動比例注入泵運動分析及性能優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水動比例注入泵是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、畜牧養(yǎng)殖、工業(yè)添加等領(lǐng)域的產(chǎn)品,具有添加比例精確,無需電力,比例可調(diào)節(jié)等特點。本文采用理論與試驗相結(jié)合的方法,分析得出注入泵驅(qū)動活塞單向閥尺寸間關(guān)系以及注入泵注入比例計算公式;根據(jù)注入泵的比例計算公式對其進行性能優(yōu)化,提高了國內(nèi)注入泵的注入精度;運用高速攝影試驗研究驅(qū)動活塞在不同壓差下的運動狀態(tài),研究其運動頻率與水力性能之間的關(guān)系;對驅(qū)動導(dǎo)桿進行模態(tài)分析,靜力學(xué)分析,提出導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化修改意見。本文的主要研究工作和結(jié)論如下:(1)采用理論分析的方法,研究水動比例注入泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和各個階段的運動情況,推導(dǎo)出關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸與水力性能之間的關(guān)系。通過對水動比例注入泵驅(qū)動活塞受力分析,推導(dǎo)出注入泵施肥精度的理論公式,驅(qū)動活塞的尺寸關(guān)系以及換向機構(gòu)中進口閥片與出口閥片的尺寸關(guān)系,推導(dǎo)出活塞單向閥的尺寸范圍。得出驅(qū)動活塞的運動周期計算公式,從公式中可發(fā)現(xiàn)活塞的運動周期與進出口壓差、驅(qū)動活塞面積、驅(qū)動活塞重力以及運動行程有關(guān)。(2)根據(jù)比例計算公式優(yōu)化改善注入泵性能,提高了某國內(nèi)注入泵的注入精度。采用性能試驗的方法,通過搭建注入泵的性能試驗臺對國內(nèi)外水動比例注入泵進行性能試驗,考察注入泵的施肥精度、壓差損失、得出注入泵的進口流量與進出口壓差的關(guān)系;結(jié)合注入泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點,提出修改吸肥腔直徑的改進方法,使得吸肥腔體積與驅(qū)動腔體積符合施肥精度比例公式。結(jié)果表明:在相同壓差下國產(chǎn)注入泵的流量小于國外即國產(chǎn)注入泵壓力損失較大,吸肥量隨著壓差的增加而增加并趨于平緩,改進后的樣機施肥精度比之前有較大提高,進一步驗證了施肥精度比例公式的正確性。(3)試驗研究驅(qū)動活塞運動情況,分析運動頻率對水力性能和容積效率的影響。通過高速攝影試驗拍攝出了驅(qū)動活塞的運動照片,詳細的分析了驅(qū)動活塞在腔體內(nèi)的四個不同運動狀態(tài)以及試驗中驅(qū)動活塞的運動現(xiàn)象。試驗結(jié)果表明:密封圈不均勻會造成驅(qū)動活塞震動,在較大壓差下活塞的容積效率會下降。驅(qū)動活塞在一個周期中的運動過程中,其速度隨時間的變化曲線近似呈正弦變化,壓差越大,其周期越短,在不同的壓差下都呈現(xiàn)出相似的規(guī)律。驅(qū)動活塞運動頻率對進口流量、容積效率都有影響。(4)通過對驅(qū)動導(dǎo)桿的進行了模態(tài)分析及靜力學(xué)分析,提出結(jié)構(gòu)設(shè)計改進意見。采用有限元分析的方法,在驅(qū)動導(dǎo)桿受力分析的基礎(chǔ)上通過ANSYS WORKBENCH對其進行模態(tài)分析和靜力學(xué)分析。模擬結(jié)果表明:導(dǎo)桿振型主要表現(xiàn)為一階陣型,最大應(yīng)力值比材料的許用應(yīng)力要小很多,符合設(shè)計要求,驅(qū)動導(dǎo)桿的變形主要集中在導(dǎo)桿的端點處。在設(shè)計導(dǎo)桿時應(yīng)當適當加強驅(qū)動導(dǎo)桿薄弱部件的強度和剛度,從而提高水動比例注入泵的使用穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：水動比例注入泵 理論分析 性能 高速攝影 運動規(guī)律 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 施肥注入裝置分類及特點11-13
• 1.2.1 文丘里施肥器12
• 1.2.2 壓差式施肥罐12
• 1.2.3 水動比例注入泵12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀15
• 1.4 課題研究內(nèi)容15-18
• 1.4.1 課題基金15-16
• 1.4.2 研究目的16
• 1.4.3 研究技術(shù)路線16
• 1.4.4 課題研究主要內(nèi)容16-18
• 第二章 水動比例注入泵工作原理及運動分析18-27
• 2.1 水動比例注入泵工作原理18-20
• 2.1.1 典型水動比例注入泵結(jié)構(gòu)特點18-19
• 2.1.2 水動比例注入泵工作原理19-20
• 2.1.3 活塞式水動比例注入泵運動過程分析20
• 2.2 活塞尺寸及受力分析20-26
• 2.2.1 注入泵驅(qū)動活塞受力分析20-21
• 2.2.2 進出口閥片尺寸關(guān)系21-24
• 2.2.3 吸肥精度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系24
• 2.2.4 活塞運動周期與壓差的關(guān)系24-26
• 2.3 小結(jié)26-27
• 第三章 水動比例注入泵性能試驗及改進27-35
• 3.1 注入泵性能試驗27-28
• 3.1.1 試驗系統(tǒng)27-28
• 3.1.2 實驗方案28
• 3.2 結(jié)果與分析28-32
• 3.2.1 進口流量與壓差28-29
• 3.2.2 壓差與吸肥量的關(guān)系29-30
• 3.2.3 進口流量與吸肥量的關(guān)系30-32
• 3.3 吸肥模型的建立32
• 3.4 吸肥腔結(jié)構(gòu)改進32-34
• 3.4.1 關(guān)鍵尺寸計算32-33
• 3.4.2 關(guān)鍵部件優(yōu)化33
• 3.4.3 樣機性能試驗33-34
• 3.5 小結(jié)34-35
• 第四章 水動比例注入泵運動規(guī)律試驗35-47
• 4.1 試驗的目的及意義35
• 4.2 試驗裝置35-37
• 4.2.1 高速攝影試驗36-37
• 4.3 試驗內(nèi)容及方法37
• 4.3.1 實驗方案37
• 4.4 試驗結(jié)果分析37-45
• 4.4.1 數(shù)據(jù)處理37
• 4.4.2 活塞運動過程分析37-39
• 4.4.3 活塞運動時間分析39-40
• 4.4.4 活塞運動速度隨時間變化規(guī)律40-43
• 4.4.5 活塞運動頻率與進出口壓差的關(guān)系43-44
• 4.4.6 活塞運動頻率對進口流量的影響44-45
• 4.4.7 驅(qū)動活塞運動頻率與容積效率的關(guān)系45
• 4.5. 小結(jié)45-47
• 第五章 水動比例注入泵有限元分析47-55
• 5.1 水動比例注入泵有限元分析過程47-48
• 5.2 有限元法介紹48
• 5.3 模型建立及網(wǎng)格劃分48-49
• 5.4 導(dǎo)桿模態(tài)分析49-51
• 5.4.1 模態(tài)分析簡介49-50
• 5.4.2 導(dǎo)桿模態(tài)分析50-51
• 5.5 導(dǎo)桿靜力學(xué)分析51-54
• 5.5.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析簡介51-52
• 5.5.2 導(dǎo)桿受力測量52
• 5.5.3 導(dǎo)桿靜力分析52-54
• 5.6 小結(jié)54-55
• 第六章 總結(jié)與展望55-58
• 6.1 結(jié)論55-56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻58-63
• 致謝63-64
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間取得的相關(guān)科研成果64

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1 姜建國;任振平;張玉波;張延光;;基于單片機的三元注入泵實時檢測系統(tǒng)開發(fā)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年21期

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3 王軍;聚合物注入泵過流部件的結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及材料選擇[D];東北石油大學(xué);2014年

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本文編號：262719