【摘要】：某型號減壓器是沈陽航天新光集團有限公司軍品事業(yè)部承擔中國航天科工集團第三研究院下發(fā)的研制任務(wù),減壓器研制依據(jù)上級下達的總結(jié)設(shè)計指標、技術(shù)條件等相關(guān)指標要求。該減壓器是某導(dǎo)彈氣路系統(tǒng)的重要部分,用于將氣瓶組合輸出的高壓氣體減壓,使氣體減壓后的壓力、流量滿足燃油系統(tǒng)的使用要求。減壓器采用兩級結(jié)構(gòu):一級為正向柱塞式減壓器,適應(yīng)大跨度流量變化;二級為正向膜片式減壓器,可以滿足高精度輸出的要求。主要由關(guān)鍵零件一級活門、一級活門桿、二級活門、彈簧、波紋膜片組件、殼體、進氣口管嘴、調(diào)整螺套、鎖緊螺母等構(gòu)成。減壓器的作用是減壓和穩(wěn)壓,當高壓氣體經(jīng)過減壓器啟閉件活門與殼體之間形成的狹窄通路時,氣體受到節(jié)流。節(jié)流后氣體壓力降低,降低的程度取決于活門與殼體之間的開度。當出口流量一定時,開度越小則壓力降低的越多。本文采用傳統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代機械設(shè)計相結(jié)合,在全面優(yōu)化理論的基礎(chǔ)上,通過對減壓器的工作原理和該產(chǎn)品工作時需要承受的高壓氣體壓力的分析,確定一級彈簧、活門桿螺紋連接、活門開啟高度及膜片組件的結(jié)構(gòu)尺寸,對其進行強度校核,并利用計算機輔助工程技術(shù)ABAQUS有限元分析軟件對二級減壓系統(tǒng)中關(guān)鍵部件波紋形膜片的工作過程進行數(shù)值模擬,以精確評估校核其工作性能,并針對不同載荷和參數(shù)進行分析討論,為膜片的設(shè)計工作提供一定的理論依據(jù),避免了設(shè)計原始缺陷,縮短了減壓器的研制周期,實現(xiàn)了減壓器二級減壓的功能。針對減壓器的工作特點,論述了關(guān)鍵零部件的材料選擇,列出了減壓器產(chǎn)品在研制階段與首批生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題,并分析其故障原因,從而保證了產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
【圖文】：

為正向膜片式減壓器，可以滿足高精度輸出的要求。結(jié)構(gòu)主要由關(guān)鍵零件一級活門、逡逑二級活門、彈簧、膜片、殼體、進氣口管嘴、調(diào)整螺套、鎖緊螺母等構(gòu)成，其功能逡逑結(jié)構(gòu)見圖２．１，設(shè)計結(jié)構(gòu)圖見圖２．２產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)方框圖。逡逑氣體輸入邐？一級減壓器減壓邐？二級減壓器減壓邐？氣體減壓后輸出逡逑２．１產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)方框圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｒｅｇｕｌａｔｏｒ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ逡逑該減壓器的作用是減壓和穩(wěn)壓。當高壓氣體經(jīng)過減壓器啟閉件活門與殼體之間逡逑形成的狹窄通路時，氣體受到節(jié)流。節(jié)流后氣體壓力降低，降低的程度取決于活門逡逑與殼體之間的開度值。當出口流量一定時，開度越小則壓力降低的越多。逡逑減壓器穩(wěn)壓的原理在于力的平衡作用，以減壓器的一級為例，見圖２．２減壓器逡逑結(jié)構(gòu)示意圖。在給定進口壓力T，通過旋動調(diào)整螺套使彈簧受壓縮，在進、出Ｕ壓逡逑力及彈簧作用力的合力作用下使活門開啟一定高度，高壓氣體經(jīng)過活門與殼體之間逡逑形成的環(huán)形通道時受到節(jié)流，并降低至規(guī)定的壓力后進入減壓器低壓腔。隨著氣體逡逑的消耗，氣瓶內(nèi)的壓力不斷降低，若活門開度不變，則出口壓力將隨著進口壓力降逡逑低而降低

邐第４章減壓器關(guān)鍵件膜片有限元分析逡逑態(tài)見圖４．２。逡逑￡逡逑Ｘ，，邐｜邋ＸＲＰ逡逑邐Ｒ邐邐邐邐邋丨＿邋＿？■■■＿邋—，丨丨…＞邐邐逡逑圖４．２模甩初始狀態(tài)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋４．２邋Ｓｋｅｔｃｈ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ邋ｂｕｉｌｄｉｎｇ邋ｏｒｉｇｉｎａｌ邋ｓｔａｔｅ逡逑４．邋２．１參數(shù)設(shè)定及網(wǎng)格劃分逡逑膜片在工作過程中變形較大，所以在模擬過程中，必須考慮塑性變形，因而須逡逑在材料定義中引入塑性變形數(shù)據(jù)。膜片材料為0Ｃｒｌ８Ｎｉ９，其機械性能為：彈性模量逡逑／＾２０６ＧＰａ，泊松比＂邋＝邋（Ｕ，屈服強度ＣＴｆｌ２＝２（）５ＭＰａ，彈性極限ＣＴｂ＝５２（）ＭＰａ，延伸逡逑率４０％。劃分網(wǎng)格時采用４節(jié)點雙線性縮減積分軸對稱單元ＣＡＸ４Ｒ，整個模型共劃逡逑分８１９０個單元，９１６２個節(jié)點，如圖４．３所示。逡逑？邋＊逡逑圖４．３網(wǎng)格劃分逡逑Ｆｉｇ．邋４．３邋Ｆｒｅｅ邋ｍｅｓｈ邋ｄｉｖｉｄｉｎｇ逡逑４．邋２邋２邊界條件與加載過程逡逑膜片在裝配過程中涉及到與硬芯和夾持仍的接嘦
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ760.3

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本文編號：2634043