外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析

为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响,通过理论推导获得流量脉动系数计算公式,分析齿数、压力角对流量脉动系数的影响;采用边界型函数和动网格技术,并结合k-ε湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟,分析负载压力、径向间隙对流量脉动系数的影响.结果表明,增大齿数和压力角均会减小齿轮泵流量脉动系数,有利于提高齿轮泵的流量特性.另外,增大齿数与增大压力角对提高齿轮泵的流量特性效果较为接近;齿轮泵的流量脉动系数也会随着负载压力及齿轮径向间隙的增大而减小,在设计中适当增大负载压力及齿轮径向间隙,可以改善出口流量特征的质量;过大的负载压力和齿轮轴向间隙会导致齿轮泵容积效率下降,在设计过程中应当引起足够重视.

离心泵作透平的研究现状

为深入研究离心泵作透平回收工业余能和开发微型水电,综述了离心泵作透平的研究现状.泵作透平的研究主要采用试验研究、理论分析和数值模拟的方法.总结了泵作透平的主要研究内容:泵作透平的选型及性能预测,特别是透平高效点性能参数的预测;透平过流部件的优化设计与性能提高;透平运行稳定性.着重介绍了泵作透平的选型及性能预测方法:通过试验,获得泵正反转工况的性能参数;基于试验数据,通过理论分析,提出经验公式,得到泵正反转性能参数的关系;CFD技术与试验相结合对泵作透平的性能进行预测.并对离心泵作透平的发展进行了展望,提出今后离心泵作透平的主要研究趋势:准确的选型方法、新的设计理论与方法、振动、非设计工况的稳定运行及大功率多级泵作透平的研究.

基于热-结构耦合的热水循环泵结构强度研究

热水循环泵广泛应用于各种增压设备,其结构是否安全可靠关系到整个机组能否正常运行。采用热-结构耦合分析方法检验热水循环泵结构的可靠性。以该泵外特性试验为基础,分别计算不同介质温度情况下流体域压力和温度,结构的温度、等效应力和总变形,并比较不同介质温度对各个量之间的影响。根据第四强度理论对泵壳结构强度校核分析。结果表明,介质温度变化对温度载荷引起的应力及变形影响大于压力载荷所引起的,在介质温度高于常温的结构分析过程中不可以忽略温度影响;随着介质温度的升高,泵结构的温度值随之增加,支架的温度高于泵体的,且温度梯度不大;泵体应力集中位于隔舌处,因此在泵体结构设计中隔舌的设计尤为关键。结构强度校核分析得到介质温度为25℃和40℃时,泵壳结构强度满足要求。

转柱泵瞬时流量的理论推导及数值模拟

为研究转柱泵瞬时流量变化规律的影响因素,设计转柱泵的计算模型.按照其结构与工作原理,从理论上推导出瞬时流量的计算公式,采用动网格技术和编译自定义函数,并结合k-ε湍流模型,对转柱泵内部流场进行非定常数值模拟.结果表明:转柱泵瞬时流量理论计算的推导结果与数值模拟结果基本吻合,转柱泵的瞬时流量呈周期性脉动;泵进出口配流位置角度极为重要,若出口位置滞后,则产生闭死容积,液压腔内盘内压力迅速升高,并产生压力自由震荡,导致在数值模拟中瞬时流量每个周期会出现一段周期性、无规律的上下波动;除了外部尺寸参数以外,配流盘转角设置是转柱泵瞬时流量重要的影响因素.

局部凹坑织构化径向滑动轴承流体动力润滑数值分析

目的探究局部凹坑织构化表面对径向滑动轴承流体动力润滑的影响。方法基于雷诺边界条件和Reynolds方程,建立凹坑织构化径向滑动轴承表面流体动力润滑理论模型,采用Gauss-Seidel松弛迭代方法数值求解,获得润滑油膜的压力分布和承载能力,分析其润滑油膜承载机制,探讨凹坑几何参数和分布规律对油膜承载力的影响规律。结果理论模型的数值解与经典理论的数值解误差较小,能有效分析轴承的流体动压润滑特性。当偏心率较大时,摩擦力的上升幅度也变大,在轴承承载区进行凹坑织构化处理能明显减小摩擦力,并且随着凹坑深度的增大,摩擦力减小,可见凹坑起润滑减摩的作用。油膜承载力随着偏心率的增大而增大,通过凹坑织构的"楔形效应"能够改善非承载区的油膜压力,存在最佳凹坑深度使得轴承达到流体动力润滑最佳状态。摩擦力随着面积率的增大而增大,特别是在偏心率较大时,润滑减摩效果较为明显,面积率对油膜承载力影响不大。将织构布置在径向滑动轴承的不同区域,其中当织构完全在下半瓦(压降区)时,织构能明显增大油膜厚度,产生油膜压力,有效降低摩擦力,提升承载力。结论凹坑织构能明显改善径向滑动轴承流体动力润滑性能,合理设计轴承的偏心率,合适的织构参数与分布位置,能使流体动力润滑效果最佳。

熔体齿轮泵流量特性的理论分析

普通齿轮泵流量品质差,径向力大,不宜在熔体挤出对流量品质要求高的场合中应用,提出了一种适用熔体挤出的齿轮泵。应用数学分析和举例进行MTLAB软件模拟的方法,理论分析了熔体齿轮泵在4种不同齿数特征条件下的啮合位移,叠加运动规律和相应条件下流量均匀性;利用MATLAB软件模拟4种齿数条件下,流量脉动系数相应的变化规律。结果表明:当主动轮齿数Z1=4k时,其流量脉动系数及流量脉动频率与普通外啮合齿轮泵相同;当主动轮齿数Z1=4k+1和Z1=4k+3时,其流量特性基本相同,并且其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的8倍;当主动轮齿数Z1=4k+2时,其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的2倍。

四行星齿轮泵流量特性分析

针对普通齿轮泵流量品质差、径向力大、噪声高,不宜在熔体挤出等对流量品质要求高的场合中应用等问题,提出了四行星熔体齿轮泵。应用理论分析和Matlab软件模拟的方法,研究了中心轮齿数对标准渐开线齿轮泵啮合情况、流量特性、流量品质的影响规律。表明中心轮齿数为4k+1或4k+3时,泵的流量品质最佳,且随着流量不均匀性大幅降低,运行噪声将大幅下降;z为4k+2时,泵的流量品质其次;z=4k时泵的流量品质等同于普通单啮合齿轮泵。

熔体齿轮泵热特性分析

为研究熔体齿轮泵在输送高温高压介质,其齿轮产生热变形的情况。采用ProE进行实体建模,建立其中心轮和四个行星轮的3D模型。并基于热传导理论,建立中心轮和行星轮在高温介质中本体稳态温度场。由此,利用ANSYS软件对热和结构两个物理场进行耦合,模拟分析中心轮和行星轮在传输高温介质过程中热应力和热变形。结果表明,各齿的表面温度要略高于中间截面的温度,从齿顶到齿根温度有下降趋势,且梯度逐渐增大;整个啮合区域中两端温度偏低,其他区域温度梯度很小;中心轮最大热应力位于啮合处的齿根上,行星轮最大热应力位于啮合处的齿顶上,这两个位置是热应力破坏最危险的部位;中心轮的热变形会小于行星轮的热变形,热变形使得中心轮整体向外膨胀呈现凹形,热变形使得行星轮整体向外膨胀呈现梯形,这样就会造成卡齿,使得熔体齿轮泵无法正常运行。

激光清洗技术规模化应用发展现状(特邀)

随着我国工业不断地转型升级,对工业清洗的质量、效率、服务也提出了更高的要求,传统清洗方式因其高污染、高能耗等缺陷已无法满足工业领域的应用需要。而激光清洗作为一种绿色、环保、无损的新型清洗方式,迅速成为工业清洗领域的热点技术。文中梳理了三种典型的激光清洗方法,总结了激光清洗相关的机理。同时,阐述了面向航天航空、船舶建造、轨道交通等领域开展的激光清洗应用进展。根据近年来国内外院校和企业在激光清洗系统、设备方面的科技成果,提出国内激光清洗推广应用所面临的瓶颈,展望了激光清洗技术在未来的发展方向。

齿轮油泵非定常压力脉动分析

为了分析齿轮油泵内部的非定常压力特征,基于标准k-ε湍流模型和Immersed solid侵入式实体模型,采用流场分析软件CFX对齿轮油泵内部流场进行三维非定常计算,通过设置监测点,得到不同位置的压力脉动结果,并对压力脉动数据进行频域分析。结果表明:齿腔中齿轮啮合段是齿轮泵的主要振动源,压力信号从啮合段向进出口两侧传递时会逐渐衰减;从进口到出口,沿着圆周方向,各个齿腔的压力幅值是逐渐增加的;主动轮齿腔监测点压力脉动的振幅要明显高于从动轮,进、出口监测点的压力脉动的主频为175 Hz,齿腔内监测点的压力脉动的主频为350 Hz,齿频是影响齿轮泵压力脉动的主要因素。

复合织构刀具切削铝合金的性能

基于铝合金材料切削的现状和需求,针对单一织构刀具存在的抗黏减摩性能不足的问题,将不同织构应用于刀-屑接触区域,提出刀具前刀面分区异构的思想。利用皮秒激光在刀具黏结区与滑移区分别加工凹坑和沟槽,并调整沟槽的取向(平行/垂直于主切削刃),得到上下型(SXDV和SXDP)和左右型(ZYDV和ZYDP)四种复合织构刀具。对6061铝合金进行湿切削试验,研究不同区域内添加不同织构对刀-屑接触表面摩擦状态的影响。研究结果表明,对比无织构和单一织构刀具,ZYDP复合织构刀具展现了更好的切削性能。具体表现如下:与无织构刀具相比,ZYDP刀具的主切削力降低30.7%,刀面黏结面积减少63.9%,切屑卷曲半径减少27.4%。合理的复合织构方案可以明显改善刀具切削过程中的黏结磨损问题,延长了刀具寿命。复合织构方案的提出以及相应的激光加工过程可为织构刀具的设计及实际应用提供新思路。