本次設(shè)計(jì)主題則是以新興優(yōu)質(zhì)高性能有機(jī)材料超高分子量聚乙烯(UHMWPE)為基礎(chǔ),充分利用材料優(yōu)勢,致力于研制一款環(huán)保輕量、耐磨耐腐蝕、低噪音無泄漏的高性價(jià)比泵,來滿足一些復(fù)雜介質(zhì)的運(yùn)輸需求。超高分子量聚乙烯是一種高性能工程塑料,衛(wèi)生無毒,多種力學(xué)性能居于塑料之冠,同時(shí)其質(zhì)量只有鐵的1/8,幾乎對所有化學(xué)腐蝕有著超強(qiáng)的耐性。以其為材料研制新型泵產(chǎn)品,可以解決有特殊要求的介質(zhì)運(yùn)輸難題。但是由于UHMWPE加工成型比較困難,還未得到廣泛應(yīng)用。本文圍繞著泵的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和成型方法展開了研究。新型UHMWPE活塞泵采用了電磁力提供驅(qū)動(dòng)力,可以實(shí)現(xiàn)隔空傳遞動(dòng)力,省去了動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu),既簡化了結(jié)構(gòu),又避免了動(dòng)密封面臨的泄露問題。雖然單個(gè)磁體提供的動(dòng)力有上限,但根據(jù)活塞的受力方式,是可以通過增加活塞內(nèi)磁體數(shù)量及配合線圈的數(shù)量提供多倍的動(dòng)力,即相當(dāng)于多個(gè)活塞泵串聯(lián)。當(dāng)多個(gè)活塞泵并聯(lián)時(shí)即可增加流量。串聯(lián)或者并聯(lián)的泵單元是可以相互獨(dú)立而又同步工作的,不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)單元出現(xiàn)障礙而使系統(tǒng)停止工作。整個(gè)系統(tǒng)可以通過控制系統(tǒng)對其控制頻率進(jìn)行調(diào)整,從而對流量實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)控,以適應(yīng)工作中不同的流量需求。本文通過有限元軟件對易損的活塞密封圈進(jìn)行了仿真分析,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。制造新型UHMWPE活塞泵的難點(diǎn)在于泵體毛坯的制作,因?yàn)閁HMWPE成型難度大,加工方法較為特殊,本設(shè)計(jì)采用較為可靠的壓制燒結(jié)成型方法制作毛坯,成型過程干凈環(huán)保,遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品的成型能耗。因?yàn)閴褐茻Y(jié)的UHMWPE具有較高的表面質(zhì)量,經(jīng)過對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析,得出了模具型芯的設(shè)計(jì)尺寸,通過該模具進(jìn)行精密成型,壓制燒結(jié)得到的毛坯內(nèi)孔具有較高尺寸精度和質(zhì)量,從而省去了二次加工。在制定燒結(jié)成型工藝參數(shù)時(shí),因?yàn)椴牧蠈?dǎo)熱系數(shù)低,對整個(gè)過程的溫度不好把握,故借助有限元軟件對燒結(jié)成型過程的預(yù)熱、加熱、冷卻時(shí)的溫度變化進(jìn)行仿真分析,并選取關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),解析出相關(guān)溫度-時(shí)間曲線,通過分析該節(jié)點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系,并結(jié)合燒結(jié)成型UHMWPE的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),最終確定了各個(gè)階段的成型時(shí)間。最后通過對產(chǎn)品及制作過程進(jìn)行了評價(jià),提出了一些改進(jìn)方案。本產(chǎn)品材料本身就具有環(huán)保、量輕等特點(diǎn),利用UHMWPE為材料研制泵產(chǎn)品有著十分重要的實(shí)際意義。
【學(xué)位單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH321
【部分圖文】：

掌握了大量的電磁規(guī)律，并充分運(yùn)用這些規(guī)律，研發(fā)量電磁產(chǎn)品。如發(fā)電機(jī)、變壓器、電感器、電磁鐵、電動(dòng)式傳感器磁炮、電磁爐、磁懸浮列車等。在通電直導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁場環(huán)繞于直導(dǎo)線周圍；而當(dāng)導(dǎo)線均勻緊繞成圓筒型的螺線管線圈時(shí)，再對螺線管線圈中通以電流，產(chǎn)生的形狀和條形磁鐵磁場極為相似。在通電螺線管內(nèi)部，磁場呈中間強(qiáng)端偏弱分布。如果加入鐵芯，由于鐵芯被磁場磁化后也變成了一個(gè)，兩個(gè)磁場由于疊加效應(yīng)，其磁場會(huì)有較強(qiáng)的增幅，也就構(gòu)成了電。電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)眾多，電磁鐵的磁性可以隨時(shí)變化，通過控制電流與否，以此改變磁場有無;磁性的大小不光可以通過調(diào)節(jié)電流的強(qiáng)弱變，還可以改變線圈的匝數(shù)來控制; 而當(dāng)改變電流的方向時(shí)，電磁磁極也可發(fā)生改變等等。也就是說電磁鐵具有磁性的有無可以控制性的強(qiáng)弱亦可以改變、而且能耗低、體積小等優(yōu)勢。

武漢工程大學(xué)碩士學(xué)位論文本文通過分析電與磁的關(guān)系, 應(yīng)用螺線管通電產(chǎn)生磁場后，能這一基本原理。以強(qiáng)磁性材料作為泵的活塞，在活塞處的泵體纏繞形成螺線管，當(dāng)為螺線管通以電流時(shí)，螺線管產(chǎn)生的磁場互作用，再通過控制系統(tǒng)不斷改變電流方向時(shí)，磁性活塞則會(huì)運(yùn)動(dòng)。如圖 2.1（a）所示，當(dāng)通以如圖所示電流（＋號(hào)表示電－號(hào)表示電流流出）時(shí)，磁性活塞會(huì)向右移動(dòng)；而如圖 2.1（b當(dāng)通以反向電流時(shí)，活塞則會(huì)向右移動(dòng)。

UHMWPE 的耐磨性通過一般實(shí)驗(yàn)無法測得，往往通過砂漿磨損實(shí)驗(yàn)來檢測，圖 2-2 為 UHMWPE 與其他材料的耐磨性比較。圖中可知，其磨損量圖2-2 其它材料與UHMWPE 的耐磨性比較

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本文編號(hào)：2831160