磁力驱动器钛隔离套手工氩弧焊接

我市某单位生产的磁力驱动泵和磁力耦合器的主要易蚀件为隔离套（图1），由于钛及钛合金具有抗腐蚀性高、强度高和比重小的优良特性，以往生产隔离套的材质都是由不锈钢、铜、铝及塑料制成，满足不了市场需求，不少用户因使用接触介质不同，提出钛及钛合金材质隔离套的要求，当时由于焊接的原因我们采用钛棒用机械加工方法制成，这种方法材料浪费很大，成本较高，不利于广泛应用，于是我们选择几种型号采用手工氩弧焊拼接方法，降低了成本。基本上满足了市场的需求。隔离套结构和技术要求，隔离套结构尺寸见图2和表1。     

基于气体隔离的新型水压柱塞副特性分析

柱塞式流体泵因具有工作压力高的优点,广泛应用在流体输送、压力清洗和动力传递等领域。对用于流体输送的柱塞泵而言,流体介质中的杂质会加剧柱塞副的磨损和密封失效,大大降低泵的工作寿命。提出一种利用气体隔离的新型柱塞副密封形式,通过压力气膜分隔液体介质和密封圈,防止杂质(腐蚀性液体)进入摩擦副,提高柱塞副寿命的同时避免液体介质外泄。利用FLUENT软件仿真计算了新密封技术的密封流场参数,分析了在加压排液和降压吸液两个过程中的流场特性,初步验证了密封原理的可行性。     

等离子割炬中的电极冷却流场分析

利用Fluent流体数值模拟软件建立了等离子割炬电极冷却流道的二维模型、对其进行仿真分析，研究电极的冷却介质流场与电极结构几何形状的关系，获得4种不同电极结构对冷却介质流场分布的影响．A型电极冷却介质存在滞止区，B型和C型电极冷却介质的流动存在回水区和死水区，D型带圆弧过渡的圆台型电极流场分布有利于电极的冷却．同时模拟了毛细管插入深度对冷却流速的影响，当毛细管插入深度与毛细管直径之比大于0．5时存在死水区，当毛细管插入深度与毛细管直径之比在0．2左右时，流场的分布有利于对电极的冷却，为等离子割炬的设计提供了依据．     

除铁器在立式泵磁悬浮轴承中的应用

磁悬浮轴承立式斜流泵在工作时,输送的流体中往往含有铁磁性颗粒与非磁性颗粒。在磁力的吸引下,铁磁性颗粒易被吸附到磁轴承的工作间隙中并与非磁性颗粒凝聚成团,造成磁轴承磨损。为了解决这个问题,根据磁轴承工作间隙附近流场特性,在现有的立式斜流泵结构上增设一个永磁除铁器装置。考虑多场耦合方式,建立除铁器数学模型。利用数值模拟方法研究除铁器及磁轴承工作间隙周围颗粒相的分布以及其运动情况。结果表明：远离磁轴承工作间隙处的铁磁性颗粒和非磁性颗粒随流场流动方向流动,随之被输运至泵出口;磁轴承工作间隙周围的铁磁性颗粒能够较好地被除铁器吸附,并与非磁性颗粒凝聚成团;随着吸附粒团的增大,由于外围粒团受磁力变小,部分粒团逐渐脱落并被流体带走,这种情况周期性地发生;此外,磁轴承工作间隙周围的被吸附粒团也起到阻止后续颗粒进入磁轴承工作间隙的作用。     

永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究

提出轴向柱塞泵和永磁同步电机一体化的动力单元,介绍永磁同步轴向柱塞液压电机泵的结构和工作原理。利用ANSYS/Emag模块对带有不同冷却流道的电机泵模型对应的空载和负载电磁场进行数值计算并对结果进行处理,得到不同电机泵模型的电磁场分布及油隙磁感应强度,并进行对比分析;将ANSYS中的负载油隙磁感应强度数据导入MATLAB进行傅里叶分析,得到基波和高次谐波的分布情况。研究结果表明:带有12个条形冷却流道的电机泵铁心不易饱和,谐波影响最小。研究结果为永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵的设计与优化提供理论依据。     

连续退火炉冷却气体流场和传热特性的数值模拟

利用数值模拟软件ANSYS-CFX对带钢连续退火炉不同冷却气体的流速、不同喷嘴的倾角、间距及个数情况下冷却气体的流场和传热特性进行模拟,模型建立和网格的划分采用ICEM-CFD,以常温下空气为工作介质,计算结果表明喷嘴的最佳结构为入射角30°,间距为6 mm.同时为使试样宽度方向的冷却均匀,采用间距为130 mm的两对喷嘴,由于上喷流的形成,采用两对喷嘴的换热系数分布更均匀.计算结果为喷嘴的设计提供理论指导.     

扩压器套料电解加工流场优化设计及实验研究

在电解加工中,合理的电解液流场能改善加工稳定性、提高加工效率。针对扩压器电解加工开展了流场优化研究,设计了流道出液转角式的正冲流动方式,建立了不同进液口转角间隙的流道模型,利用ANSYS进行了流场仿真优化分析。结果表明:在转角间隙值为0.3 mm时,加工区流速分布的均匀性最好,且电解液达到了较高的流速。同时,在转角间隙为0.3 mm时开展了扩压器电解加工提速实验,当阴极进给速度为0.7 mm/min时加工出了轮廓完整且表面光洁的叶片,验证了流场仿真优化的合理性。     

复杂流道流场的研究状况

介绍了液压系统中各种复杂流道流场的研究状况,指出了能量损失和产生噪声的原因;通过了解复杂流道流场的本质规律,对指导液压元件的加工和生产,减少工作介质在流道内的能量损失具有重要意义。     

三螺杆泵流场动力学特性数值模拟

目前对三螺杆泵的研究目标是实现高速、高压、大流量,其中提高三螺杆泵工作压力的重要途径是提高泵螺杆的型线设计和加工精度,严格控制各传动间隙以减少泵的内部泄漏。利用数值计算方法生成主、从动螺杆型线,并在MATLAB软件进行编程验证。在UG软件中建立了主、从动螺杆的三维模型,导入Fluent软件进行流场仿真分析,获得了主、从动螺杆在不同中心距、不同齿顶间隙条件下流道压力的变化和不同螺杆转角所对应的泵内流场压力和流线的分布规律。仿真结果显示:当齿顶间隙由0.1 mm增大至0.2和0.3 mm时,沿轴向距螺杆端面80～100 mm的三螺杆泵压力分别减小3.85%和8.1%,而不同压力差所对应的压力值依次减少16.9%、16.6%和15.4%,且压力差越大,泄漏越大;三螺杆泵的泵腔压力随中心距的增大而波动,当中心距从45 mm增大到45.3 mm时、输出设定压力差为5 MPa的压力值下降10%,而输出设定压力差为4 MPa和3 MPa压力值则分别下降9.7%和9.6%。     

叶顶间隙对渣浆泵内部流场影响研究

采用工程上普遍采用的k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,对渣浆泵内部流场进行数值模拟,分别计算了渣浆泵在8种不同叶顶间隙的进口初始固相介质工况下的内部流场,分析比较了不同工况下叶轮及蜗壳内的压力和速度分布,得出了叶顶间隙对泵内部流场的影响规律。     

基于CFD技术的新型轴向柱塞液压电机泵流场计算与分析

基于CFD技术研究新型轴向柱塞液压电机泵的流场特性,运用CFD软件对新型轴向柱塞液压电机泵的主要流场进行建模,进行数值模拟和可视化研究,分析模型各个关键部位的流场特性,得到其内部流场的详细参数,获得吸油道关键位置的流体速度和压力分布等情况,为新型轴向柱塞液压电机泵流道参数的确定、内部结构优化提供参考数据.     

磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。     

某系统液压集成块流道液流特性分析

针对液压集成块内部复杂流道对液流特性的影响,利用计算流体动力学(CFD)方法对系统实际工况下液压集成块内复杂流道进行建模和仿真,分析影响液压集成块压力损失的主要因素及液压集成块内部流道结构与液流流动特性的关系.通过与实验数据的对比,验证仿真模型的可行性,为系统性能提高和集成块的优化设计提供了依据.     

电液提升器多路换向阀流道压力损失仿真分析

大功率拖拉机电液提升器多路换向阀内部流道的几何结构会直接影响流道压力损失大小,较大的压力损失会严重影响整个多路换向阀的液压输出功率,从而制约着拖拉机电液提升器整体的动态性能。为提高加工效率、降低局部压力损失,采用机械加工和铸造相结合的方法设计了一种新的多路换向阀内部流道。在对多路换向阀流道压力损失进行理论分析的基础上,运用ANSYS有限元流场分析模块,对油液在多路换向阀不同流道内的流动状态和压力损失进行了三维数值模拟与分析。仿真结果表明:该多路换向阀的流道压力损失满足设计要求,能够用于大功率拖拉机电液提升器。     

7500T大型压铸机增压阀块内流道流场仿真分析及优化

设计性能优良的阀块对提升液压系统性能具有重要意义。利用计算动力学方法对7500T大型压铸机增压阀块的流阻特性进行分析,计算得到两种不同压铸机增压阀块结构在不同流量时的压力损失。结果表明：增压阀块压力损失随着流量的增大呈现出近似线性增大的变化情况;加设倾斜流道的压力损失比没有倾斜流道的压力损失小,且减阻效果随着流量的增大而增大。利用正交试验建立了4因素5水平的正交试验数据库,对斜流道增压阀进行多参数单目标优化,然后基于遗传算法协同BP神经网络优化斜流道增压阀块之后,可使增压阀块的压力损失下降20%左右。     

磁力驱动泵隔离套平焊工艺设计及焊接参数分析

为降低现有磁力驱动泵隔离套的加工成本并提高生产效率,设计了一套便于加工、节约成本和时间的焊接工艺装备。利用该装备研究了不锈钢钨极氩弧焊焊接时,焊接电流、氩气流量及钨极锥角等工艺参数对焊缝成型的影响,并得出相关焊接数据。研究结果表明,通过调节各工艺参数及利用各参数间的相互配合,焊接电流为110A,氩气流量为10L/min,钨极锥角取45°时,焊缝成型效果较为理想。     

压电驱动精密流量阀流场分析

为实现对流量的精密控制,利用压电陶瓷的逆压电效应来驱动阀芯运动,建立压电陶瓷驱动精密流量阀和内部流场三维模型,利用Fluent软件分析了阀内部的流场特性,取得了阀稳态时的内部压力场、速度场的分布规律和内部流体的迹线规律。分析结果表明:阀芯节流口处压力损失较大,并形成局部负压,流体在此处速度达到最大且以喷射流形式流入低压腔,阀芯与阀体接触处应采用抗冲刷及高强度材料;阀出口处进行倒圆角处理,可有效消除负压并使流体迹线稳定。     

介质压差管道机器人驱动调速单元流场数值分析

在研究介质压差管道机器人结构基础上,采用CFD技术对机器人驱动调速单元进行了流场分析,得到不同工况下驱动调速单元的压力场和速度场。分析了驱动调速单元与管壁环形缝隙对机器人行进速度的影响。结果表明:随着环形缝隙不断加大,驱动调速单元上游流场未见明显变化,间隙处的流速随着缝隙加大逐渐变小,尾流区域的范围也逐渐减小;随着环形缝隙逐渐变大,高压区的压力逐渐变小,负压区的压力也略有回升,驱动调速单元两端压力差值逐渐变小。     

基于流固耦合的液压阀块数值模拟分析

液压阀块是集成式液压系统的核心部件,阀块内孔道损伤对液压系统机能影响重大,导致油液泄漏,甚至会影响阀块内其他油路。为分析自卸车举升系统液压阀块流固耦合情况,采用Solidworks软件建立流道及阀体三维几何模型,采用FLUENT软件对液压阀块内部进油路流场进行定常数值计算。采用ANSYS Workbench软件对液压阀块流道流场和液压阀块阀体进行单向流固耦合计算。重点分析了流道压力损失的位置,比较两种不同相交方式的流道对阀体的影响。结果表明:液流流过直角转弯结构后流速变化和压力损失较大,提出了流道的优化方案,减少了直角转弯处阀体应力集中现象,提高了自卸车举升系统液压阀块的可靠性。     

驱动参数对串联和并联压电微泵特性影响比较研究

无阀压电微泵在微流体驱动及芯片上的实验室等方面有着广泛的应用。为了比较串联、并联无阀压电微泵性能差异,采用玻璃湿法腐蚀工艺,以玻璃为基体,制造出含有串联、并联腔体结构压电微泵,并采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对微泵进行封装,两种微泵泵腔和扩张/收缩微流道尺寸相同。设计出不同驱动信号波形、电压、相位、占空比和对称性组合,并将不同驱动方式组合应用于两种微泵的流量和压力性能测试。结果显示:驱动条件对两种微泵性能有较大影响;两种微泵的流量和压力随着驱动电压升高均呈现增大趋势;三角波驱动条件下两种微泵性能优于正弦波和方波驱动;驱动波形相位、占空比和对称性对串联微泵性能的影响较并联微泵大。试验同时得出:P1和P2两个腔体在正弦-正弦信号组合驱动下,串联微泵的流量和压力值在相位差为±180°时达到最大;并联微泵则在相位差为0°时达到最大,与并联和串联微泵结构及工作原理相一致;所有驱动条件组合下,并联微泵性能优于串联微泵。试验测得并联微泵的最大流量和压力分别为173μL/min和490.8 Pa,串联微泵的最大流量和压力分别为83.1μL/min和190.3 Pa。