隔膜泵隔膜设计基本理(lǐ)论及制造
隔膜泵(bèng)隔膜设计基本理论(lùn)及制造
隔膜泵的关键技术主要是(shì)隔膜设计基(jī)本理论及制造。隔膜设计基本理论及制造技术由隔膜的几何尺寸、隔膜的受力状态控制、隔膜(mó)的材质三(sān)部分组成。显然,隔(gé)膜泵(bèng)隔膜的技术涉及学科很(hěn)多。在设计方面,有隔膜材料的(de)力学性能计(jì)算、实验测试,隔膜的受力状态的(de)监测、检测,隔(gé)膜泵隔膜与活塞之间(jiān)的油量液压调整,PLC对检测传感器、液压元件的程序控制。在制造方面,有(yǒu)隔膜的材质配方及制(zhì)造工艺、检测(cè)传(chuán)感器的精度及可靠性、液压元件的精度(dù)及可靠性。无论是设计、制造、元器件的选型,均影(yǐng)响隔膜的使用寿命,从技术(shù)角度而言,难度(dù)及复杂性都是很高的。
在隔膜泵隔膜几何(hé)尺寸方面:
传(chuán)统隔膜泵多采用平板(bǎn)隔膜,由于工(gōng)作压力、流量等工况的要求,平板隔(gé)膜的径向尺寸过大,导致隔膜泵(bèng)的整体外型结构过于庞(páng)大,产品笨重且加工、运输难(nán)度大。结合浙江省重点科研项目的工程实例,采用U型隔膜。U型(xíng)隔膜能够实现较大范围的挠曲(qǔ)变形,且外形尺(chǐ)寸较平板隔膜小,但对U型隔膜的变形理论及工程设计方法(fǎ)尚(shàng)无依据。本(běn)文借助有限元(yuán)软件对U型隔(gé)膜的节(jiē)点变形(xíng)位移进行模拟分析,推导出U型隔膜的挠曲变形公式及隔(gé)膜(mó)容腔计(jì)算(suàn)公式,总结U型隔(gé)膜及其容腔的变化规律与工程设计方法。
在隔(gé)膜泵隔膜受(shòu)力状态方面:
传统平(píng)板隔膜在前后挠曲变形工作过(guò)程中,由于(yú)弯曲和拉伸,隔膜除承受径向和(hé)周向正应(yīng)力之外,还承受径向剪应力,且在边缘(yuán)处大,即出现应力集中。而U型隔膜在其工作过程中的应力分布大小的计算及其结(jié)构优(yōu)化方(fāng)法尚为空白.本文利用有限元的应力分析模块对U型隔膜(mó)的计(jì)算模型进行求解,得出不同(tóng)工况下U型隔膜的应力分布,并根据有限元的优(yōu)化准则(zé)与设计基本原理对(duì)U型隔膜模型(xíng)进行结构优化,得出更合理的隔膜结构形状,使(shǐ)隔膜在工作过程中应力接近均匀分布。
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