【摘要】： 轉(zhuǎn)子泵屬于回轉(zhuǎn)式容積泵,自吸能力強,輸送介質(zhì)粘度范圍廣。本文提出了一種創(chuàng)新型專利轉(zhuǎn)子泵(專利申請?zhí)?200910154895.3)—偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵。根據(jù)其結(jié)構(gòu)原理,分析了該泵的性能特性;借助COSMOSMotion虛擬樣機技術(shù)對偏心蠕動機構(gòu)進行了運動仿真;同時,應(yīng)用ANSYS軟件對該泵最關(guān)鍵水力部件—轉(zhuǎn)子進行了有限元分析,將為該泵設(shè)計計算及關(guān)鍵零部件強度、剛度分析提供相關(guān)理論公式及技術(shù)支撐。本文主要研究工作如下: 1.提出了一種結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,便于攜帶及移動的單轉(zhuǎn)子雙作用新型轉(zhuǎn)子泵—ZP-1.5/1.0型偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵。研究表明:該泵液力端采用的偏心蠕動機構(gòu),結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性強,無閉死容積,運行平穩(wěn)、可靠。 2.性能特性的研究。根據(jù)該轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)特征,闡述了其工作原理;建立了瞬時流量計算的簡化模型,采用數(shù)學(xué)解析法推導(dǎo)了ZP-1.5/1.0偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵的平均流量公式和瞬時流量公式,擬合了瞬時流量曲線。 3.虛擬樣機運動仿真分析。借助COSMOSMotion虛擬樣機仿真軟件對偏心蠕動機構(gòu)進行運動仿真,驗證了該機構(gòu)運動可行性,得到了機構(gòu)的運動規(guī)律和關(guān)鍵零部件間的作用力、力矩,可為偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵設(shè)計提供參考。 4.轉(zhuǎn)子有限元分析。根據(jù)運行工況分析偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的約束情況,結(jié)合虛擬樣機仿真分析數(shù)據(jù),應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對轉(zhuǎn)子進行了強度、剛度、模態(tài)的計算,同時對轉(zhuǎn)子應(yīng)力-應(yīng)變規(guī)律、固有頻率、臨界轉(zhuǎn)速進行了分析。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH326
【圖文】：

內(nèi)嚙合齒輪泵尺寸小于外嚙合齒輪泵、且內(nèi)嚙合齒輪泵的流量比外嚙合齒輪泵均勻，但制造加工比較復(fù)雜。齒輪泵工作容積積由泵體、側(cè)蓋及齒輪的各齒間槽構(gòu)成，嚙合輪齒將泵空間分隔成吸入腔和排出腔。下圖1-2為外嚙合齒輪泵的工作原理圖。圖1-2 齒輪泵工作原理目前國內(nèi)外制造和生產(chǎn)齒輪泵的廠家大概 5000 多家，其中國外的比較著名的齒輪泵公司美國威肯泵公司創(chuàng)立于 1904 年，是專門從事各種類型齒輪泵生產(chǎn)的專業(yè)工廠。該公司 是世界上首先將"齒中齒"泵送原理應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域中的奠基人，目前是世界上最大的生產(chǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵的廠商。該公司在美國設(shè)有總部，并有二個大型制造廠，雇員有 800 人，每年銷售數(shù)萬臺齒輪泵，主要應(yīng)用于石液化工、化工、醫(yī)藥、造紙、食品等行業(yè)，擅長輸送高粘度、高溫、腐蝕性介質(zhì)。威肯公司生產(chǎn)的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個相關(guān)轉(zhuǎn)動部件，操作簡便、可靠。泵輸送介質(zhì)流量、壓力平穩(wěn)、無脈動；且可正反方向操作

慣性力影響，螺桿泵的轉(zhuǎn)速可達1500~3000r/min[16]。圖1-3所示為典型的雙螺桿泵剖面圖。圖1-3 雙螺桿泵剖面示意圖ColfaxPumpGroup—美國科爾法泵業(yè)集團，是世界領(lǐng)先的工業(yè)泵和流體控制系統(tǒng)制造商，產(chǎn)品主要包括三螺桿泵，雙螺桿泵，單螺桿泵，離心泵，齒輪泵及流體控制系統(tǒng)，擁有的產(chǎn)品品牌包括在業(yè)內(nèi)著名的Allweiler，ImoPump，Houttuin，Warren和Zenith，在美國、

圖 2-2 偏心蠕動式轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)三維爆炸示意圖2.2 工作原理該泵借助電機軸驅(qū)動泵軸及偏心軸套旋轉(zhuǎn)，同時帶動聚甲醛轉(zhuǎn)子在一泵體內(nèi)作平動運動；轉(zhuǎn)子與泵體、陶瓷隔板以及組合隔離機構(gòu)（組合隔離機構(gòu)是由隔舌和轉(zhuǎn)動體合）構(gòu)成兩個密閉容腔。隨著電機的旋轉(zhuǎn)，與進口相通的容腔不斷增大吸入介質(zhì)；與相通的容腔不斷縮小排出介質(zhì)。如上周而復(fù)始便可實現(xiàn)增壓輸送介質(zhì)的目的。轉(zhuǎn)子蠕周過程中，吸入腔與排出腔容積都在時刻變化，屬于雙作用泵。組合隔離機構(gòu)中的隔靠近進口液腔側(cè)上開有卸荷槽，使轉(zhuǎn)動體與隔舌之間的容積時刻與進口相通，因此無容積，運行平穩(wěn)、可靠。其工作原理如圖 2-3 所示：轉(zhuǎn)子在泵軸及偏心軸套的順時針下，排液腔 A 是逐步變小，增壓排液；同時吸液腔 B 是逐步變大的，低壓吸液。

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本文編號：2761968