莱洛三角形微孔织构化端面密封性能数值模拟

基于微孔型表面织构在改善机械端面密封性能方面的优势,提出了一种新型的莱洛三角形微孔表面织构,并利用数值模拟方法考察了莱洛三角形微孔织构化端面的密封性能。首先,在动环表面上分别设置圆形、三角形、莱洛三角形三种微孔表面织构。然后,利用GAMBIT软件进行3种微孔织构化密封端面模型网格划分,利用Fluent软件分析密封端面的流场特性并获得其流场压力分布。最后,总结出3种微孔织构化密封端面的开启力、泄漏率和开漏比随织构面积率、孔深、密封间隙、操作压力及转速的变化规律。结果表明:3种微孔织构化密封端面的开启力和泄漏率随着密封参数的变化具有相同的变化规律;当S_p=10%,h_d=3~4μm,h_p<3μm,p_i<0.3 MPa时,3种微孔织构化密封端面均呈现出较好的密封性能;相比于圆形、三角形微孔织构化密封端面,莱洛三角形微孔织构化密封端面具有较大的开启力和较小的泄漏率,同时具有较大的开漏比。研究成果可为微孔织构化机械端面的密封参数优化设计提供参考。

一种新型莱洛三角形泵的研究

针对传统齿轮泵无法直线泵油、齿廓型线复杂的缺陷,提出了一种新型莱洛三角形泵,以莱洛三角形为截面构建出斜转子,以3个转子平行安装、同向转动的方式实现了直线泵油,并结合了齿轮泵封闭式和螺旋桨开放式泵油的特点。建立了莱洛三角形的数学模型,对莱洛转子进行了运动位置分析,并计算了三转子中间容腔的排量和瞬时流量,为后期该泵的研究和实验打下了基础,并为实现直线泵油提供了新的思路。

莱洛三角泵的设计与分析

针对齿轮泵周向泵油路径以及螺杆泵螺旋状的油路易产生泄漏的问题,设计出以莱洛三角形为截面的莱洛斜转子,大大简化了复杂的齿廓型线设计参数,提出一种直线式泵油的新型莱洛三角泵。阐述了莱洛三角泵的结构和工作原理,确定莱洛泵一个工作周期内吸排腔的对称变化。通过构建莱洛三角形模型,根据坐标变换公式计算推导并举例验证了该泵的理论排量,结合Creo和MATLAB软件研究单周期莱洛泵进出油口的流量变化。通过分析液压力,结合受力分析和有限元模拟,对转子在工况下的干涉进行检验,为该泵的进一步研究奠定基础。

基于Fluent动网格技术三维莱洛泵流场分析

为进一步加深对新泵莱洛三角泵的研究,通过fluent数值分析软件,选用RNG k-ε湍流模型,运用动网格技术对泵转子内部进行三维瞬态流动数值计算,准确得出泵内部流场分布。同时对转子螺旋角分别在30°和60°的情况下比较泵转子内部流动特性,表明转子螺旋角对泵内部流场的影响。结果表明,当泵转子螺旋角为30°时,转子所承受的最大压力值变大,但压力梯度的分布有所改善,转子所承受的压力更为均匀。当泵转子螺旋角为60°时,泵出口处的流速分布更为平缓。

行星轮转轴方孔钻头的设计

机械结构中有大量需要加工方孔结构的零件,方孔在机械应用中具有无可替代的作用。方孔相对于圆孔来说加工工艺复杂得多,现有方孔工艺方法难以高效简单地加工。根据莱洛三角形在一边长为其宽度的正方形内转动时,任何时候都有四个点与正方形的四条边接触且接触点的位置不断改变原理,通过分析计算莱洛三角形在等宽正方形中转动时中心点的运动轨迹,利用理想圆合理替换中心轨迹圆,设计出可行的钻杆传动机构,并应用ADMAS软件进行模型分析钻头运动轨迹,证实机械结构可行,并应用实验验证。结果表明:依据莱洛三角形特性原理设计的行星轮方孔钻头能够有效的钻出方孔,设计方法对方孔钻头之后的设计改进具有指导意义。

行星轮转轴等宽曲线泵设计与仿真实验分析

目前国内大部分微型泵都是进口国外的,微型泵的设计技术被垄断,为了解决工程机械、海洋船舶、航空航天、医疗等行业的需求,设计了一种微型大排量的等宽曲线泵。依据莱洛三角形在等边正方形内旋转运动时,每时刻都有四个位置与正方形相交且交点不断变化原理,分析运动过程轨迹,设计出了行星轮传动机构,并应用ADMAS软件创建模型分析机构运动轨迹,验证设计可行性。同时分析计算与实验对比出泵流出流体体积的理论值是泵腔容积的1.83倍,可实现泵的小型化。