閥配流往復(fù)式柱塞泵效率與噪聲的研究.pdf

1、通常，閥配流往復(fù)式柱塞泵應(yīng)用于石油化工機(jī)械、礦山機(jī)械中，在石油化工、礦山機(jī)械、煤礦機(jī)械、水壓機(jī)、水力切割機(jī)、輕工食品、高壓清水泵、油田注水、輸油等方面作用尤為突出，其工作狀態(tài)的健康與否對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)鏈條的效率與壽命影響很大。往復(fù)柱塞泵，具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送流量大和工作介質(zhì)壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但閥配流往復(fù)式柱塞泵的效率與噪聲的問題一直是限制其廣泛使用的關(guān)鍵因素，也一直是學(xué)者們研究的重點(diǎn)。
　　閥配流往復(fù)式柱塞泵按其柱塞數(shù)可分為三柱塞式和五柱

2、塞式等多種基本型式。本文選用目前常用的典型三柱塞式進(jìn)行研究，對(duì)閥配流部分的配流閥（泵頭組件）進(jìn)行效率和噪聲分析。通過理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真模擬相結(jié)合的方式進(jìn)行研究，找到閥配流往復(fù)式柱塞泵噪聲產(chǎn)生的原因以及降低直至消除的方式方法；通過對(duì)其容積損失的原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提高其容積效率。
　　閥配流往復(fù)式柱塞泵的效率特別是容積效率，在同種類型柱塞泵中相對(duì)較低，在目前倡導(dǎo)的節(jié)能減排趨勢(shì)下，本文的研究意義重大。從配流閥的吸、排液過程入手，通過對(duì)造

3、成容積損失的吸排液閥啟閉滯后現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，運(yùn)用AMESim建模軟件以及閥配流往復(fù)式柱塞泵的實(shí)際工作情況進(jìn)行對(duì)比分析，找出影響其高效率的關(guān)鍵點(diǎn)，并加以修正和改進(jìn)，從而達(dá)到提高容積效率的目的。
　　本文圍繞該課題做了以下工作：
　?。?）從閥配流往復(fù)式柱塞泵的工作原理出發(fā)，對(duì)其動(dòng)力端的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到柱塞隨時(shí)間的變化曲線，推導(dǎo)出泵各個(gè)柱塞的速度和加速度方程?；谖⑴乓洪y的結(jié)構(gòu)、分類、原理、性能要求

4、入手，結(jié)合泵頭部件的液動(dòng)力、閥口形狀和流量系數(shù)方面入手選擇最佳配流閥形狀。
　?。?）針對(duì)泵頭組件在實(shí)踐中出現(xiàn)的一系列問題，通過分析配流閥的失效機(jī)理，從泵頭組件的吸、排液閥芯著手，通過分析閥芯的撞擊、液壓沖擊、氣穴和空蝕等現(xiàn)象，從理論上提出了解決該一系列問題的措施。
　?。?）運(yùn)用solidworks軟件對(duì)其進(jìn)行整體三維建模，運(yùn)用AMESim仿真軟件，得到與泵實(shí)際工作情況相吻合的閥芯開啟、閉合位移時(shí)間，柱塞壓力、位移時(shí)間圖等

5、。將仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，通過分析數(shù)據(jù)找到泵噪聲的來源，并在仿真軟件上提出優(yōu)化改進(jìn)方案。
　　（4）在往復(fù)泵的排液過程中，對(duì)配流閥的閥芯與閥座撞擊的瞬間進(jìn)行ANSYS靜力學(xué)分析，確定閥芯出現(xiàn)變形、斷裂的部位，對(duì)閥芯導(dǎo)向部分的直徑取不同數(shù)值進(jìn)行數(shù)值模擬仿真，將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而找到閥芯與閥座的最佳配合直徑；對(duì)泵頭組件的流道經(jīng)行fluent流場(chǎng)仿真分析，得到吸、排液過程的流場(chǎng)分布圖，分析其流速與產(chǎn)生漩渦的原因，進(jìn)而提出優(yōu)化建