發(fā)布時間：2017-05-09 08:07

  本文關(guān)鍵詞：基于振動分析的柱塞式計量泵的優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機械驅(qū)動柱塞式計量泵被廣泛的應(yīng)用于電廠、石油、化工等領(lǐng)域。柱塞式計量泵的效率在各種液壓泵中是最高的，額定工作壓力也相對較高，比效率更重要的是柱塞式計量泵在高功率工況下的高度可靠性，在壓力沖擊，溫度變化大的場合壽命不會明顯下降。 本課題設(shè)計的計量泵的主要工作環(huán)境為高轉(zhuǎn)速高負載。在高速運轉(zhuǎn)的情況下，系統(tǒng)的剛度會導致從動件的位移產(chǎn)生變化。本文針對凸輪機構(gòu)尺寸及設(shè)計參數(shù)對柱塞桿位移的影響進行了重點分析。 本課題的主要研究內(nèi)容如下： 首先，根據(jù)設(shè)計要求對計量泵進行了方案選定及總體設(shè)計，確定計量泵的主要機構(gòu)為彈簧鎖合的凸輪推桿機構(gòu)。設(shè)計涉及的構(gòu)件包括柱塞腔，推桿，，鎖合彈簧，凸輪和伺服電機等。并且通過PROE軟件實現(xiàn)了計量泵的實體建模及仿真分析，通過ANSYS軟件針對重要零件進行強度校核。 其次，通過計算選定了能保證凸輪推桿緊密接觸的最小剛度。鎖合彈簧剛度的選擇十分重要：剛度過高會導致驅(qū)動功率增加，泵的整體結(jié)構(gòu)尺寸增加；剛度過低將會產(chǎn)生從動件的騰跳，并且導致計量精度的下降。之后應(yīng)用ANSYS軟件對凸輪彈簧系統(tǒng)進行了振動分析，所得頻率結(jié)果用于修正設(shè)計參數(shù)。 最后，對計量泵的精度進行優(yōu)化設(shè)計，針對鎖合彈簧的預緊力和推桿質(zhì)量進行了優(yōu)化設(shè)計，通過公式分析及軟件結(jié)果，最終降低了工作時推桿的應(yīng)變并且提高了系統(tǒng)的固有頻率。然后對機架的應(yīng)變和固有頻率進行了優(yōu)化，提高了機架的抗振及抗變形能力，進而提高了計量泵工作的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：柱塞式計量泵 凸輪推桿 機構(gòu)仿真 振動分析 優(yōu)化設(shè)計
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH322
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 計量泵簡介11
• 1.3 有限元模態(tài)分析法11-13
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.1 模態(tài)分析的現(xiàn)狀及發(fā)展13
• 1.4.2 有限元法的現(xiàn)狀及發(fā)展13-14
• 1.4.3 本課題國內(nèi)外研究狀態(tài)14
• 1.5 課題研究意義14-15
• 1.6 課題主要任務(wù)15-17
• 第2章 計量泵總體設(shè)計17-28
• 2.1 計量泵的流量公式17-18
• 2.2 計量泵的結(jié)構(gòu)形式18-19
• 2.3 計量泵主要參數(shù)的計算19-22
• 2.4 原動機的功率及扭矩22-23
• 2.5 計量泵的軟件建模23-25
• 2.6 缸體的校核25-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 鎖合剛度的計算28-44
• 3.1 動力學分析28-30
• 3.1.1 運動平衡方程28-29
• 3.1.2 運動方程的建立29-30
• 3.2 推桿的振動分析30-33
• 3.3 密封件摩擦力計算33-35
• 3.4 液體作用力的計算35-41
• 3.4.1 理論近似計算35-38
• 3.4.2 軟件結(jié)果驗證38-41
• 3.5 鎖合剛度計算41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 計量泵振動分析44-57
• 4.1 模態(tài)分析理論44-48
• 4.1.1 振動主陣型45
• 4.1.2 特征值45-46
• 4.1.3 特征向量46
• 4.1.4 模態(tài)矩陣46-47
• 4.1.5 特征矢量的歸一化47
• 4.1.6 運動方程的解耦47-48
• 4.2 柱塞桿推桿等效剛度的計算48-50
• 4.3 二自由度模型的固有頻率50-52
• 4.4 系統(tǒng)的實際位移52-53
• 4.5 凸輪輪廓曲線與實際推桿運動曲線的對比53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第5章 計量泵的優(yōu)化設(shè)計57-66
• 5.1 機械優(yōu)化設(shè)計介紹57
• 5.2 Workbench 優(yōu)化分析57-59
• 5.3 參數(shù)化建模介紹59
• 5.4 彈簧推桿的優(yōu)化分析59-62
• 5.5 計量泵機架的優(yōu)化62-64
• 5.6 設(shè)計參數(shù)總結(jié)64-65
• 5.7 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71-72
• 作者簡介72

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于振動分析的柱塞式計量泵的優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352139