水動(dòng)比例注入泵運(yùn)動(dòng)分析及性能優(yōu)化.pdf

1、水動(dòng)比例注入泵是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、畜牧養(yǎng)殖、工業(yè)添加等領(lǐng)域的產(chǎn)品，具有添加比例精確，無需電力，比例可調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。本文采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析得出注入泵驅(qū)動(dòng)活塞單向閥尺寸間關(guān)系以及注入泵注入比例計(jì)算公式；根據(jù)注入泵的比例計(jì)算公式對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化，提高了國(guó)內(nèi)注入泵的注入精度；運(yùn)用高速攝影試驗(yàn)研究驅(qū)動(dòng)活塞在不同壓差下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，研究其運(yùn)動(dòng)頻率與水力性能之間的關(guān)系；對(duì)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿進(jìn)行模態(tài)分析，靜力學(xué)分析，提出導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化修改意見。<

2、br>　　本文的主要研究工作和結(jié)論如下：
　　（1）采用理論分析的方法，研究水動(dòng)比例注入泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)情況,推導(dǎo)出關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸與水力性能之間的關(guān)系。通過對(duì)水動(dòng)比例注入泵驅(qū)動(dòng)活塞受力分析，推導(dǎo)出注入泵施肥精度的理論公式，驅(qū)動(dòng)活塞的尺寸關(guān)系以及換向機(jī)構(gòu)中進(jìn)口閥片與出口閥片的尺寸關(guān)系，推導(dǎo)出活塞單向閥的尺寸范圍。得出驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)周期計(jì)算公式，從公式中可發(fā)現(xiàn)活塞的運(yùn)動(dòng)周期與進(jìn)出口壓差、驅(qū)動(dòng)活塞面積、驅(qū)動(dòng)活塞重力以

3、及運(yùn)動(dòng)行程有關(guān)。
　?。?）根據(jù)比例計(jì)算公式優(yōu)化改善注入泵性能，提高了某國(guó)內(nèi)注入泵的注入精度。采用性能試驗(yàn)的方法，通過搭建注入泵的性能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)國(guó)內(nèi)外水動(dòng)比例注入泵進(jìn)行性能試驗(yàn)，考察注入泵的施肥精度、壓差損失、得出注入泵的進(jìn)口流量與進(jìn)出口壓差的關(guān)系；結(jié)合注入泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出修改吸肥腔直徑的改進(jìn)方法，使得吸肥腔體積與驅(qū)動(dòng)腔體積符合施肥精度比例公式。結(jié)果表明：在相同壓差下國(guó)產(chǎn)注入泵的流量小于國(guó)外即國(guó)產(chǎn)注入泵壓力損失較大，吸肥量隨著壓

4、差的增加而增加并趨于平緩，改進(jìn)后的樣機(jī)施肥精度比之前有較大提高，進(jìn)一步驗(yàn)證了施肥精度比例公式的正確性。
　?。?）試驗(yàn)研究驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)情況，分析運(yùn)動(dòng)頻率對(duì)水力性能和容積效率的影響。通過高速攝影試驗(yàn)拍攝出了驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)照片，詳細(xì)的分析了驅(qū)動(dòng)活塞在腔體內(nèi)的四個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及試驗(yàn)中驅(qū)動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明:密封圈不均勻會(huì)造成驅(qū)動(dòng)活塞震動(dòng)，在較大壓差下活塞的容積效率會(huì)下降。驅(qū)動(dòng)活塞在一個(gè)周期中的運(yùn)動(dòng)過程中，其速度隨時(shí)間的變化曲

5、線近似呈正弦變化，壓差越大，其周期越短，在不同的壓差下都呈現(xiàn)出相似的規(guī)律。驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)頻率對(duì)進(jìn)口流量、容積效率都有影響。
　?。?）通過對(duì)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿的進(jìn)行了模態(tài)分析及靜力學(xué)分析，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)意見。采用有限元分析的方法，在驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿受力分析的基礎(chǔ)上通過ANSYS WORKBENCH對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析和靜力學(xué)分析。模擬結(jié)果表明：導(dǎo)桿振型主要表現(xiàn)為一階陣型，最大應(yīng)力值比材料的許用應(yīng)力要小很多，符合設(shè)計(jì)要求，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿的變形主要集中在導(dǎo)桿的端