航空发动机用滑油泵组碟簧压紧有限元分析

为保证滑油泵组关键部件配流盘与偏心泵体的稳定压紧及泵盖的安全性,依据GB/T 1972—2005标准,选用2只单片碟簧以精准对合方式安装于滑油泵组上.在考虑潜在温度场热变形的影响下,采用热固耦合方法,基于Workbench平台对滑油泵组在不同碟簧初始压缩量(0.6,0.7,0.8,0.9 mm)下进行有限元分析.研究结果表明:当初始压缩量小于0.7 mm时,滑油泵的主要部件受到的压紧力较小,主要受油液周向推力的影响;随着初始压缩量从0.7 mm增至0.9 mm,预压缩端的变形量呈现相应的增长趋势,同时滑油泵体挡板所承受的轴向力也随着初始压缩量的递增而呈现线性增长的规律;在此过程中,配流盘与偏心泵体所受到的轴向推力随着初始压缩量的增大而逐渐增大,确保其能够有效地被压紧且泵盖保持完好无损.研究结果不仅为滑油泵组的初始安装提供了理论依据,而且有助于指导实际工程应用中的安装操作,从而确保滑油泵组的正常运行与使用寿命.

连接柱处理对圆盘泵性能及内部流场影响研究

本文总结圆盘泵数值模拟方面的研究,对圆盘泵连接柱区域设置了两种不同的模型方案进行数值模拟。分析了不同流量工况下圆盘泵性能及叶轮内部流场变化,并对计算结果进行验证。结果表明:方案一连接柱两侧出现明显低速区域,方案二由于连接柱周围水体旋转,因此区域速度值更大。两种方案均在叶片吸力面位置出现局部低压,因此圆盘泵内湍动能耗散主要出现在叶片及其吸力面侧,而在进、出口能量耗散较小。流体流过连接柱之后,方案二的圆周速度和绝对速度圆周分量均小于方案一,表明了圆盘泵实际运行过程中,连接柱对出口流动的阻碍作用产生的损失大于其带来的能量,导致方案二的扬程低于方案一。两种方案的计算结果与试验结果变化趋势一致,同时两种方案之间的差异较小,如果仅考虑快速计算圆盘泵性能,方案一在模型处理上更简单高效。如果要获得更全面准确的内部流动信息,方案二的内部流动情况更接近实际情况。

人工心脏圆盘泵的流动特性研究

人工心脏(血泵)一直存在泵体对血细胞剪切力过大和流速过快容易引起溶血的问题。为了研究人体正常血压情况下,血泵内部剪切力和速度场的分布情况,选择圆盘泵叶轮代替传统离心泵叶轮,对两种模型进行数值计算,分析不同叶轮内部剪切力和速度场的分布规律。研究表明传统离心泵内部流速高,叶片表面剪切力大,对血细胞的伤害大。圆盘泵相比传统离心泵,剪切力更小,流场速度分布均匀,流速更小。和传统离心泵相比,不同转速下圆盘泵能降低溶血的发生率。圆盘泵叶片数为6片时,抗溶血性能更好。研究结果为血泵的优化提供理论依据。

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率;利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出“粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。

圆盘涡轮式搅拌器的搅拌性能比较分析

在椭圆封头搅拌槽中根据行业标准建立了4种圆盘涡轮式搅拌器的几何模型,利用标准k-ε湍流模型和多参考系(MRF)方法,研究了叶片形状、搅拌速度、旋转方向和流型转变对搅拌功率、排出流量、泵出效率和剪切速率的影响。结果表明:叶片形状对功率、排出流量、泵出效率和流型转变的临界安装高度均有影响;径向流条件下,泵出效率排序为圆弧叶(反)>弯叶(正)>箭叶(反)>圆弧叶(正)>平直叶>箭叶(正)>弯叶(反);流型由径向流转变为轴向流后,搅拌功率及径向排出流量均下降。对标准搅拌器的性能评估为工业搅拌设备的选型和设计提供了参考依据。

石油钻井绞车驻车盘刹系统的设计

针对现有盘刹控制系统结构复杂,体积大、成本高,与能耗制动刹车冲突等问题,设计了石油钻井绞车驻车盘刹系统。驻车盘刹控制系统设在司钻房盘刹控制台上,通过I/0模块将现场数据接入到盘刹控制系统的PLC可编程控制器,参与逻辑控制。驻车盘刹控制系统按电控气或气控气方式实现。现场数据控制气液增压泵,气液增压泵通过供油管路为安全钳液缸供液,实现石油钻井绞车刹车与释放。驻车盘刹控制系统同时与钻机各防碰系统联动,完成防碰刹车功能,也可实现钻机使用中断气、断电状态下的紧急刹车保护。

基于定量供料的微通道换热器均匀涂覆系统设计

针对空气能热水器散热硅脂涂覆过程受季节交替变化、物料批次差异大的涂覆不均匀而造成能效指标波动的难题,从涂覆均匀性、供料稳定性以及出料均匀性3个方面进行开发及研究。通过定量供料取代行业常见的机械挤压供料方式,从执行机构(供料系统、往复机器人以及工作台)、逻辑控制(关键流程、控制策略)两部分着手,进行微通道换热器均匀涂覆的系统的设计及应用。该系统的实际应用表明:涂覆均匀性大幅提升,单位长度硅脂涂覆波动量小于或等于1%,有效保障了产品性能稳定。

液氯储存区的技术改造

给出液氯处理工艺流程图。介绍生产过程中的多项技术改造:在液氯储槽安全阀前增加爆破片;液氯包装泵进行变频改造;将液氯槽车充装平台由开式改为密闭式;液氯储槽厂房进行密闭改造;密闭厂房外围喷淋设施改造;液氯储槽进出口切断阀改造。改造后,提升了液氯装置运行的安全性,确保生产系统本质安全。

液压挖掘机主泵骨架油封漏油诊析与对策

挖掘机主泵骨架油封漏油是非常棘手的难题,亟待解决。文中基于现状对问题点进行攻关,提升主泵品质。拆解故障主泵精确检测、诊析,查出问题源。通过提升主泵驱动轴粗糙度,升级骨架油封类型、材质,优化油封端盖装配工装,从主泵源头解决油封漏油问题;合理选配主泵连接盘材质、增强结构,防止共振引发大位移跳动,同时提升主泵与发动机装配联接精度,确保主泵稳定可靠运行,以提升整机品质。通过对主泵漏油故障攻关,主泵与整机品质提升了一个台阶。

再析圆盘摩擦损失对不锈钢排污泵水力性能的影响

介绍了潜水式不锈钢排污泵的工作原理,结合公司实例以WQ40-3-1.1B不锈钢潜水排污泵设计开发、试验过程中出现的电泵规定流量点扬程与电泵效率偏低问题进行分析探讨。发现了在电泵过载的情况下,运用切割定律加大叶轮外径D_(2)未必能够提升电泵水力性能现象。最后通过减小叶轮盖板外圆方法来提升电泵性能,通过对比试验验证了圆盘摩擦损失对离心泵效率有重要影响。

三螺杆泵平衡盘间隙尺寸优化设计的探讨

对三螺杆泵各主要间隙对泄漏量的情况进行理论分析,建立平衡盘和前端盖之间的间隙泄漏量在总流量中的比例值模型,同时利用SolidWorks Flow Simulation软件模拟分析了三螺杆泵7种平衡盘间隙在7种黏度情况下通过平衡盘间隙的泄漏情况。模拟结果表明,不同平衡盘间隙尺寸在不同的黏度条件下对泄漏量有着不同的影响。在保证螺杆泵正常工作的条件下,同时考虑机械密封所需的冷却介质量,平衡盘的间隙尺寸在不同的黏度条件下范围值是不等的,需要根据介质黏度进行一定的划分。

160 kW单级磁力泵故障分析与解决方法

针对某石化企业储运厂160 kW单级磁力泵在运行过程中出现的轴套、滑动轴承及推力盘(又称止推盘)的失效与损坏等故障,分析了160 kW单级磁力泵出现上述问题的原因,并提出了相应的改进措施。改进后的160kW单级磁力泵运行状况良好,提高设备工作效率的同时延长了设备的使用寿命,降低了生产成本。

承插型盘扣式脚手架在泵站桥机安装中的应用

引江济淮蜀山泵站主厂房中的QD75/20 t-19 m双主梁桥机安装时正值主厂房顶部梁板柱结构浇筑施工,桥机小车距离其结构底部的距离仅为0.5 m,若采用常规的吊装方法,桥机主梁与小车将无法吊装到位。阐述了该工程将“承插型盘扣式脚手架与汽车吊”相结合,通过搭设支撑平台、铺设临时轨道等在厂房外部进行桥机安装的方式,有效地解决了主厂房桥机吊装因空间不足、对土建结构施工干扰大、占用直线工期等难题。

圆盘泵流动规律研究

为研究圆盘泵内流动规律,将圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区。应用CFD技术对模型泵内部的流动进行数值模拟,并对速度矢量图、等值线图和压力等值线图进行分析。分析认为旋流是圆盘泵内的主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,在叶轮无叶区和叶片区间存在贯通流,叶片区流入无叶区的贯通流将较大角惯量传递给无叶区内的流体是圆盘泵具有良好通流能力的原因。

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。

圆盘泵叶片结构形式对泵外特性影响分析

叶片圆盘泵作为一种新型泵,其扬程和效率有待进一步提高。叶片结构形式是影响叶片圆盘泵扬程和效率的重要因素之一。运用计算流体力学软件Fluent对不同工况下叶片圆盘泵内部全流场进行三维数值模拟,分别研究了叶片数目、叶片宽度及叶片形状对泵扬程和效率的影响。计算结果表明,在一定范围内,随着叶片数目的增加、叶片宽度的减小,以及采用叶片轴向截面为梯形的叶轮能有效改善泵的性能,分析结果可为叶片圆盘泵结构优化设计与性能提高提供理论依据。

叶片圆盘泵固液两相流动规律数值模拟

为研究叶片圆盘泵内流动规律,将叶片圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵体内的转动。采用Eulerian多相流模型、RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,利用Fluent软件对叶片圆盘泵内固液两相湍流进行数值模拟。在水力性能试验验证的基础上,得到叶轮无叶区和叶片区内压力和速度变化规律,以及固相体积分数分布规律。结果表明:旋流是叶轮无叶区内主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,存在叶片区高能流体流向无叶区的轴向流动;固相颗粒大部分集中于无叶区,叶片区颗粒浓度最高是在叶轮出口叶片工作面靠近无叶区处。分析认为大部分固体颗粒直接从无叶区排出而不经过叶轮叶片区是叶片圆盘泵具有良好固相通流能力而又对叶轮磨损较小的原因。

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合强度分析

为准确得到叶片圆盘泵叶轮在工作中的结构性能,利用有限元软件进行流固耦合强度分析。应用Fluent软件计算得出叶片圆盘泵叶轮在不同工况下压力场分布情况,并通过Work-bench平台,应用ANSYS软件校核叶轮强度,得出不同工况下叶轮的最大危险点、应力及应变分布规律,并针对危险区域进行叶轮结构改进。计算结果表明,所设计叶片圆盘泵叶轮最大危险区域为连接臂与圆盘盖板连接位置,存在应力集中现象。圆弧倒角处理能有效降低应力集中,改善叶轮应变分布情况,有助于提高叶片圆盘泵叶轮的工作可靠性。

新型圆盘泵叶轮设计及其性能预测

针对原有叶片圆盘泵扬程和效率较低的状况,在原有叶轮的基础上进行了结构改型,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵内旋转。利用Eulerian多相流模型、标准κ-ε湍流模型与SIMPLEC算法对改型前、后叶片圆盘泵进行数值模拟,得出改型前、后叶片圆盘泵在清水介质条件下的效率和扬程水力性能曲线,分析不同圆弧过渡角度及轴向伸出长度对泵水力性能影响,对比分析改进前、后叶轮的抗气蚀性能;并得出改进前、后叶片圆盘泵在固液两相流条件下的固相颗粒体积分布云图。结果表明:改型后的叶片圆盘泵模型不仅具有改进前叶片圆盘泵的优点,且效率、扬程及抗气蚀性能均高于改型前叶片圆盘泵。

多级泵平衡盘灵敏性优化设计

在层流理论的假设下利用N-S方程对多级泵平衡盘的轴向间隙和径向间隙流动进行分析,推导出泄漏量、平衡力与泵的平衡盘几何尺寸及压强之间的函数表达式.径向流动和轴向流动是压差流动,同时考虑平衡盘转动的离心力对流动的影响,根据实例绘出了F-b2曲线,提出了平衡盘灵敏性的概念,定性地分析了平衡盘结构参数对平衡盘灵敏性的影响.结果表明,灵敏性能准确地反映轴向间隙变化所引起的平衡力变化的能力.在轴向力不变,泵的结构和加工精度允许的情况下,r2的变化对灵敏性几乎没有影响,l,r1取较大值,b1取较小值,使平衡盘工作在灵敏性较高的区域.