發(fā)布時間：2019-11-09 19:43

【摘要】：往復泵因其具有輸送介質廣泛、效率高、排壓高特點,在大型船舶、石油開發(fā)、煤氣化工、電站排渣等國防和民用領域起著重要的作用。曲軸是往復泵中最重要、最昂貴的零件之一,其結構強度決定著整個往復泵的承載能力及工作可靠性。曲軸的疲勞斷裂很可能引起往復泵其他零件的破壞。隨著往復泵朝高速、高強度、重載方向的發(fā)展,曲軸的工作條件更加惡劣,因此曲軸的強度分析在往復泵設計中占有極其重要的作用。 本文以某型號三缸單作用往復泵曲軸為研究對象,通過截面簡支梁法、計算機編程技術及有限元仿真對曲軸的疲勞強度進行了深入的研究和分析。此外,通過試驗測試和分析,揭示了新型流量可調節(jié)往復泵的動載荷變化規(guī)律。主要研究內容如下: 1)基于截面簡支梁法對往復泵曲軸進行力學分析,推導出該曲軸在工作過程中所受內、外力以及截面應力的計算公式。在此基礎上進行參數(shù)化設計,采用Visual Basic6.0語言開發(fā)出往復泵曲軸疲勞強度校核系統(tǒng)。 2)運用Solidworks軟件建立整體曲軸模型,導入Ansys有限元軟件進行網(wǎng)格劃分,針對4中危險工況、兩種不同的邊界條件下進行有限元計算,得到了曲軸的整體應力分布情況,并進行疲勞強度校核。有限元分析結果驗證了計算軟件的可靠性,并為曲軸設計和改進提供依據(jù)。 3)采用動態(tài)應變測量的方法得到流量調節(jié)往復泵的真實動載荷,分析得到了往復泵動載荷隨流量調節(jié)比、沖程速度及排壓的變化規(guī)律。對曲軸進行了基于實際動載荷的強度校核,探討基于實際動載荷的往復泵曲軸強度計算的必要性。 通過研究發(fā)現(xiàn),疲勞校核程序和有限元分析相結合的方法,可以顯著提高計算效率,加快新產(chǎn)品開發(fā)進度;通過動態(tài)應變測試得到了往復泵動載荷變化規(guī)律,分析發(fā)現(xiàn),流量可調節(jié)往復泵必須基于實際動載荷進行疲勞強度計算。
【圖文】：

是依靠活塞在缸內的往復運動，將能量以靜壓力形式傳遞給動能，實現(xiàn)介質輸送的容積式泵[1]。往復泵是最早出現(xiàn)的泵類00 多年的歷史。在旋轉式原動機出現(xiàn)之前，往復泵幾乎是唯紀中由于在旋轉式原動機出現(xiàn)，離心泵、轉子泵等在很多領當前，往復泵的產(chǎn)量只占整個泵類總產(chǎn)量的很小一部分。但特點并沒有被其他泵類所取代，仍然是其他泵類所不能及的一種不可或缺的泵類，被廣泛的使用[2]。泵和轉子泵相比，往復泵具有以下突出優(yōu)點：輸送介質十分、效率高，，可獲得很高的排出壓力且流量與壓力無關，特別適工作。在當今能源緊缺的形式下，往復泵作為節(jié)能產(chǎn)品，在、水利水電、管道輸送、煤氣化工、電站排渣和礦山開采等國重要的作用。根據(jù)驅動方式不同，往復泵可以分為：曲柄連桿驅動往復泵，凸輪機構往復泵。其中曲柄連桿機構往復泵是以力源，通過曲柄連桿機構將旋轉運動轉化為往復運動實現(xiàn)介質泵，是當前使用范圍最廣，技術較為成熟，穩(wěn)定性最好的往

每段曲軸當作一個絕對剛性的簡支梁計算[1][18]，圖 1-2 為其計算迅速，能反映曲軸的基本受力情況，曾經(jīng)在工程應用中有重要的下多處與實際情況不符：a) 將分布載荷簡化為集中載荷；b) 忽略了相鄰曲拐的內彎矩作用；c) 支反力的考慮過于簡單。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH38

【參考文獻】

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本文編號：2558636