乳化液泵液力端动态特性分析与结构优化

摘要

煤矿的机械化发展尤其是综采技术广泛应用，要求煤矿用乳化液泵站能够提供更高的压力与流量。为了满足煤矿实际生产要求，设计性出能更加优良的乳化液泵，根据传统的设计方法，仅运用经验法与实验法设计费时，变更参数或条件困难，难以提高性能，且无法进行参数化设计。
　　 本文利用软件建模仿真的方法在生产制造以前就对设计的结果进行分析和调整，以达到使用目的和优化参数、改良设计结构的目的。通过利用计算机仿真进行动态仿真研究，进而进行优化设计的方法，提供了一种新思路来解决实际设计问题。利用仿真软件设计易于改变参数，能实现参数化设计，且与客观情况一致性好。使用仿真技术进行设计可以避免进行繁琐的计算、缩短研发周期、且能通过参数的改变实现参数化设计。所以，通过软件仿真来对产品进行优化必然成为优化设计和质量控制的发展趋势。
　　 本文将传统设计思路和系统仿真、结构仿真等结合行程一套完整的乳化液泵动态特性分析与优化设计的方法。通过AMEsim建立系统的仿真模型，仿真了系统在工作工程中吸排液阀的启闭和与柱塞运动之间的关系，分析了其运动曲线研究了吸排液阀的动态运动特性，研究了乳化液泵吸排液阀各个设计参数与其运动特性的关系。分析了吸排液阀开启滞后角与和容积效率与吸排液阀参数之间的关系，得出了弹簧参数和开启滞后角以及容积效率之间的关系。并多次仿真得出了优化设计结果。使用三维建模的方法建立吸排液阀接触面应力情况进行了分析，校核了吸排液阀的强度。
　　 为了进一步研究泵阀的受力和流体对于泵阀阀座阀板的影响，以常用的锥形阀为研究对象在fluent中建立锥阀阀隙模型，并对其流场进行仿真。探讨锥阀顶角对于泵阀冲击和使用寿命的影响。得出了锥形阀顶角对泵阀使用寿命和关闭密封性的影响。并对柱塞在往复运动中所受压力的大小和变化进行了研究，得出了压力变化与曲柄转动角度之间的关系。得出最大压力点压力大小和此时的曲柄转角，为柱塞校核和优化提供了思路。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 本课题的研究意义

1．3 本课题的研究现状及发展趋势

1．3．1 国内乳化液泵的设计现状和发展趋势

1．3．2 国外乳化液泵的设计现状和发展趋势

1．4 本课题的主要工作

1．4．1 本课题的主要研究内容

1．4．2 本课题的研究方法

1．5 小结

第二章 乳化液泵的参数设计

2．1 乳化液泵的组成与特点

2．1．1 乳化液泵的组成

2．1．2 乳化液泵的特点

2．2 乳化液泵的工作原理

2．3 乳化液泵的基本参数

2．4 乳化液泵液力端运动分析

2．4．1 柱塞的运动分析

2．4．2 乳化液泵的容积效率

2．4．3 乳化液泵吸排液阀的工作原理

2．4．4 乳化液泵吸排液阀的设计

2．5 小结

第三章 乳化液泵系统仿真

3．1 建模方法

3．2 乳化液泵建模仿真

3．3 分析与优化

3．4 小结

第四章 乳化液泵吸排液阀强度的校核

4．1 三维建模

4．2 建模

4．3 有限元分析

4．3 小结

第五章 液力端流场分析

5．1 CFD简介

5．2 建立模型

5．3 计算分析

5．4 柱塞Fluent仿真

5．5 小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文