大配合间隙下阀芯偏斜对水嘴性能的影响

水嘴作为配水器的核心组件,目前已被广泛应用于注水油田。然而,水嘴在实际应用中会遭遇卡阻,导致阀芯无法正常调节,影响注水的效果。并且在测试过程中,很难观察到阀芯卡阻的细节,并重现这种现象。为了揭示水嘴卡阻机理,对不同开度下大配合间隙、阀芯偏心及倾斜对水嘴性能的影响进行了研究。首先,利用了仿真计算方法,建立了水嘴流体域有限元模型,构建了水嘴理论流量特性计算模型,通过实验获得了流量特性,验证了有限元模型的准确性;然后,分析了不同配合间隙下水嘴的流量特性及阀芯表面压力特征,获得了水嘴关闭时的泄漏量、阀芯受到的轴向力和径向力以及表面流动特征;最后,利用了遗传算法,优化了配合间隙。研究结果表明:大配合间隙使流量调节率曲线明显偏离标准曲线,流量调节率明显降低;水嘴在零开度时的径向力与轴向力最大;当配合间隙为0.05 mm时,泄漏量比间隙为0.25 mm时减少了84.56%;配合间隙对泄漏量的影响最为显著,其次为径向力和轴向力;优化配合间隙能够降低泄漏量和径向力,增大偏心与倾斜角能够降低卡阻风险,提高水嘴运行的可靠性。

配合间隙对柱塞-滑靴组件动力学及油膜润滑特性的影响

球铰副油膜对轴向柱塞泵工作性能和稳定性具有重要影响,其润滑行为受滑靴和柱塞多自由度动力学行为影响。该研究分析配合间隙对振动响应和油膜润滑特性的影响,建立了滑靴和柱塞多自由度运动与球铰副油膜润滑行为耦合的动力学模型。首先,使用拉格朗日法对滑靴和柱塞的动力学方程进行推导,通过NewMark-β法求解滑靴和柱塞的振动响应;然后,根据滑靴和柱塞的姿态变化结合雷诺方程建立球铰副油膜厚度场-压力场耦合模型;最后,分析在不同配合间隙下滑靴和柱塞的振动响应及油膜润滑特性的变化规律。研究结果表明,配合间隙对滑靴和柱塞的振动响应及球铰副油膜润滑特性的影响显著,适当减小配合间隙可减少泵的泄漏,从而提高整体效率。

横向振动载荷下有无螺纹配合间隙对连接松脱性能的影响

分别对无间隙和有间隙的M10×1.5螺栓连接结构建立有限元模型,采用有限元数值模拟的方法研究横向振动载荷作用下螺纹连接配合间隙对螺纹牙根部应力和预紧力的影响规律。结果表明:在螺栓连接预紧水平0.5σ_(s),横向振动载荷振幅0.6 mm,频率10 Hz工况下,有间隙的M10×1.5的螺栓连接结构在0.8~0.9 s,3.8~3.9 s,6.8~6.9 s3个不同周期内螺纹牙根部应力大于无间隙螺纹牙,9.8~9.9 s周期内螺纹牙根部应力小于无间隙螺纹牙。螺栓和螺母螺纹牙根部应力之间存在相位差,预紧力更容易开始发生下降。间隙的存在重新分配螺纹牙之间应力的分布,为应力的释放提供空间。

配合间隙对直线共轭内啮合齿轮泵流场特性的影响

直线共轭内啮合齿轮泵是液压系统中的关键组件,因其高效的压力输送特性而广泛应用于工程领域。本文采用计算流体动力学模拟方法对直线共轭内啮合齿轮泵进行研究,分析轴向间隙和径向间隙对齿轮泵泄漏和流场的影响。研究结果表明:配合间隙的变化对齿轮泵的流场特性产生广泛影响,轴向间隙是引发泄漏的主要因素,约占总泄漏量的80%;当轴向间隙由0.03 mm增加到0.07 mm后,输出流量减少20.81%,平均压力下降33.15%,空化产生的气体体积分数增加0.021;而设置相同径向间隙后,输出流量仅下降0.69%,平均压力下降2.76%,空化产生的气体体积分数增加0.005。此外,导致泵内流速变化的主要配合间隙是轴向间隙,适当减小轴向间隙可提升泵内的流体速度,从而提升泵的整体效率。

计及配合间隙的输送链传动机构优化设计方法

为提高输送链传动机构的到位精度,首先对输送链传动机构的传动误差进行了建模与分析,得到链轮-链条配合间隙对最大总传动误差的影响规律,并通过实验验证了模型及分析的正确性;然后,考虑到机构零部件制造加工时尺寸公差及配合间隙的随机性,提出了蒙特卡洛-多参数粒子群优化设计方法,对配合间隙进行了优化设计,并对最大总传动误差进行了预测;最后,通过输送链传动机构的优化设计对所提方法进行了验证。结果表明:采用该方法优化设计后的最大总传动误差相比于优化前减小了28.923%,能够改善输送链传动机构的到位精度,可为其他多间隙传动机构的设计及最大总传动误差预测提供有效方法。

基于配合间隙影响的液压冲击器控制系统设计及优化研究

在当今社会,液压冲击器是一种非常重要的的机械,在施工、采矿等多类活动中均有重要应用。但液压冲击器在使用过程中容易出现缸壁受损问题。基于此,本文以一种新型气—液组合液压冲击器为研究对象,针对其工作过程中缸壁易损坏的问题,采用数值仿真方法对其内部流场特征及配合间隙影响问题进行分析。在此基础上,提出一种基于PLC的液压冲击器控制系统设计方案。

关节配合间隙对某型撑杆偏距影响分析及研究

某型撑杆上锁后机构具有两个偏距,该偏距是保证撑杆可靠上锁的关键因素,研究各因素对其影响具有重要意义。前期研究模型考虑了撑杆结构误差,本文进一步建立了考虑关节配合间隙的撑杆偏距计算模型,并应用遗传算法对模型进行求解。同时,对比了两种模型仿真分析结果,获取了关节配合间隙对撑杆偏距的影响规律。

大通径滑阀阀体强度与配合间隙的优化设计

对于液压滑阀,泄漏和卡紧相互矛盾,与阀体阀芯的配合间隙密切相关。配合间隙过大,泄漏量大,降低或丧失阀的控制功能;配合间隙过小,阀体和阀芯在压力、温度的作用下变形,极易导致阀芯卡死,使阀突然失效;因此合理设计液压滑阀的配合间隙是滑阀研制成功的关键。本文利用ANSYS Workbench Envi-ronment平台,建立某大通径二位四通液动换向滑阀的三维有限元模型,采用热-结构耦合的方法,详细研究了阀体阀芯配合间隙随压力、温度及阀体壁厚变化的规律;结合材料及工况条件,对初始配合间隙和阀体壁厚进行了优化设计,在保证阀体强度、避免阀芯卡死的前提下大大降低了泄漏损失,并设计制造出样机进行试验研究,验证了优化设计结果。该优化设计方法对同类大通径滑阀的设计研发具有一定的参考价值。

摩擦与配合间隙对超长大型液压缸承载能力影响规律研究

以水利工程中启闭机油缸为例,对超长大型液压缸最大轴向载荷进行计算分析.研究了两端耳环与支座轴销之间的摩擦、缸筒与活塞杆的配合间隙对轴向承载能力的影响规律,利用有限元软件ANSYS对液压缸进行非线性屈曲分析.样机试验得出最大轴向载荷为580kN,与理论计算值相差约6%,验证了理论模型的合理性.分析结果表明,由强度条件确定的极限载荷小于由稳定性条件确定的临界载荷,液压缸允许的最大轴向载荷由极限载荷衡量.随着配合间隙的减小或摩擦因数的增大,液压缸轴向承载能力增加,如当摩擦因数从0增加到0.3,允许的最大轴向载荷增加约5.5%.

基于ANSYS的大通径滑阀式换向阀配合间隙设计

研制一种用于控制高速绞车的大通径滑阀式换向阀.利用ANSYS对换向阀在压力-热共同作用下进行耦合分析,获得温度分布及热变形结果,分析阀体、阀芯变形对配合间隙的影响,确定滑阀最佳初始配合间隙为31μm.试验表明,在此配合间隙时滑阀换向动作灵敏、泄漏量小,满足系统设计要求.

液压滑阀配合间隙的卡紧敏感性研究

履带车辆综合传动装置在油源单一、污染严重的工况下,换挡操纵液压阀系统容易因滑阀卡紧而导致换挡不灵敏,更严重的可能因滑阀卡死而导致挂双挡等严重故障。针对这种情况,建立液压滑阀污染卡紧力模型,探究其在综合传动装置的特殊工况下该套液压阀系统的最敏感间隙范围,并对该液压系统搭建台架进行试验验证。结果表明:阀芯和阀孔的平均径向间隙在9.0010.00μm之间时,卡紧力最大,对综合传动装置的特殊工况最为敏感;偏心率对滑阀性能影响非常大,等间隙下偏心率的增大既导致滑阀泄漏量增大,又增大其污染卡紧力。

VGT可调机构配合间隙优化研究

利用Pro/E软件建立G J-90型可变几何涡轮增压器(VGT)可调叶片和支撑盘的几何模型,并借助有限元分析软件ANSYS对其进行温度场分析及热变形计算。采用多变色不可逆示温法进行温度场的测量试验,试验结果最大误差的绝对值为4.530/0;热变形计算结果表明,G J-90型VGT调节机构的最佳配合间隙应为0.06 mm。在试验台架上进行校核试验,优化后的可调机构运转灵活,无泄漏和卡死现象。

柴油机共轨式喷油系统精密偶件配合间隙研究

以流体在狭缝中的层流流动为理论基础 ,从流体泄漏和粘性摩擦引起的功率损失之和为最小的观点出发 ,建立了柴油机高压共轨电控燃油喷射系统中的精密偶件最优径向间隙值的计算公式。实例计算结果表明 ,公式是合理的 。

螺栓配合间隙对剪切刚度的影响

针对螺栓连接件剪切刚度分散性问题 ,对螺栓配合间隙影响剪切刚度的重要因素开展研究。通过精确的试件设计 ,得出了螺栓配合间隙与剪切刚度的关系 ,为螺栓类连接件的寿命分散性分析提供了技术基础 。

试析配合间隙对花键联结失败的影响

分析了花键配合间隙对花键联结失败的影响,结合力学模型量化了冲击力与花键工作面的挤压的关系,并结合实例进一步证实了花键配合的间隙是造成花键联结失败的一个重要因素,为花键联结在设计、制造、安装三个环节减少冲击力提供了理论依据。

温变配合间隙对全陶瓷球轴承-转子系统动态特性影响分析

针对全陶瓷球轴承热变形小,在宽温域下轴承外圈与轴承座之间配合间隙变化较大的特点,建立了考虑温变配合间隙的全陶瓷球轴承-轴承座动力学模型。将轴承座与轴承外圈受热变形分别计算,并将不同温度下配合间隙作为边界条件对全陶瓷球轴承动态特性进行求解。以轴承工作温度、工作转速、初始配合间隙为变量对全陶瓷球轴承外圈振动情况展开参数化研究,并结合试验手段对模型精度加以验证。结果表明,考虑温变配合间隙的动力学模型能够准确模拟全陶瓷角接触球轴承在不同工作温度下的动态特性。随着工作温度的升高,全陶瓷球轴承振动整体呈现增大趋势,且振动幅度呈现非线性变化趋势。在全陶瓷球轴承外圈与轴承座配合处适当采用紧配合有助于减小高温下轴承外圈与轴承座之间配合间隙,提升变温工况下全陶瓷球轴承回转精度。研究工作可为全陶瓷球轴承状态分析提供参考,并为全陶瓷球轴承-转子系统优化设计提供理论依据。

考虑榫槽/榫齿配合间隙的叶盘结构疲劳寿命稳健性优化研究

为了更好地满足榫齿结构的设计、加工和制造需求,同时提高叶盘结构的疲劳寿命稳健性,利用有限元方法对不同配合间隙下的应力应变进行计算,揭示并分析了叶盘结构疲劳寿命随配合间隙的变化规律,综合考虑载荷、材料参数、配合间隙不确定性的情况下,利用二次多项式响应面分别建立了随机变量与叶盘疲劳寿命的近似函数关系,并结合多目标规划理想点法建立了叶盘结构疲劳寿命多目标稳健性优化模型。优化结果表明:叶片、轮盘疲劳寿命均值分别增加了3.24%和1.93%,疲劳寿命概率区间分别降低了10.13%和8.16%,叶盘结构疲劳寿命对参数变化的敏感度降低,有利于更加准确地进行寿命评估。

多元误差耦合下的法兰孔与轴配合间隙分析

法兰孔与轴的配合状态及法兰轴在孔中的位置误差对精密产品的装配精度有着重要的影响,针对现有研究成果中对孔与轴的配合研究大多忽略三维圆柱度误差的问题,提出一种接触算法,利用相等向量判断准则,有效的计算考虑三维圆柱度误差时的孔与轴实际配合间隙,分析了圆柱度误差和凸角数目对孔与轴实际配合间隙的影响,结果表明,三维圆柱度误差在孔与轴配合间隙分析中不可忽略。根据误差叠加和湮灭原理,综合考虑尺寸误差、三维圆柱度误差和垂直度误差多元误差耦合下法兰孔与轴的配合间隙,在产品装配之前,对法兰轴在法兰孔中的定位精度进行预分析,为后续的装配工艺提供指导,从而提高精密产品的装配效率与装配精度。

采煤机牵引导向滑靴配合间隙设计

根据采煤机牵引机构及其导向滑靴的结构特点,分析了刮板输送机溜槽、齿轨相互位置的变化关系,给出了确定导向滑靴与齿轨间配合尺寸的工况条件和设计方法。

全金属螺杆泵漏失规律及配合间隙优化研究

全金属螺杆泵定转子采用间隙密封螺旋举升,在多种因素影响条件下,存在间隙漏失规律认识不清、定转子配合间隙优化方法不完善等问题。为此,通过建立2∶3头螺杆泵实体模型,根据螺杆泵内压力分布规律,综合考虑温度、压力、介质黏度和转速等参数影响,采用有限元模拟仿真方法,分析了全金属螺杆泵定转子漏失及接触磨损规律。以高泵效、低接触压力为目标,优化了全金属螺杆泵定转子配合间隙:介质黏度≤0. 05 Pa·s时,间隙取0. 15～0. 30 mm;介质黏度>0. 05 Pa·s时,间隙取0. 20～0. 40 mm。5口井的现场应用结果表明:所实施井泵效平均提高15. 1%,单井日增油3. 13 t,平均生产周期433 d,最长生产周期达到542 d且继续有效。研究成果满足全金属螺杆泵现场应用需求,对其优化设计及性能的高效发挥意义重大。