某型设备的潜用耐压件径向密封结构设计

有耐水压要求的潜用设备的密封接口主要有两种密封形式:轴向密封与径向密封。圆柱形耐压件的轴向密封往往需要延伸出法兰才有足够空间安放O形圈达到密封效果;而径向密封无须法兰,从而减少耐压件的轮廓尺寸,同时可以保证圆柱轮廓的一致性。本文介绍了某型设备的耐压壳体径向密封设计与试验验证,为径向密封结构设计提供了一般思路。     

内装式矿用隔爆多级潜水泵设计

介绍了一种内装式结构的矿用潜水泵的设计方法,分析了底座进水孔、泵盖高度、涡室流道及泵出水口位置对泵水力性能的影响,并优化了这些过流部件的设计;叶轮设置浮动密封环,减少了密封环的泄漏量,可提高泵的容积效率;主轴底端设置导轴承,可减少转子的径向跳动;油室内特殊设计了一种双端面机械密封,保证双端面机械密封摩擦副端面比压始终大于弹簧比压.BQW80-180-90型3级叶轮矿用潜水泵的试验结果表明：设置浮动密封环与导轴承后,泵的流量及扬程参数稳定,整机效率比MT/T 671-2005规定值高8%,与普通橡胶波纹管的双端面机械密封相比,新的密封更加可靠.研究表明：新设计的矿用潜水泵效率指标理想,泵故障率大大降低,可靠性良好.     

密封泵中无轴承永磁同步电动机的试验研究

为解决密封泵系统中泵体的密封性问题,提出采用无轴承电动机替代传统电动机构成新型无轴承密封泵方案,研制无轴承电动机成为其关键.阐述了无轴承密封泵中永磁型无轴承电动机转子悬浮原理,并给出电磁转矩和径向悬浮力数学模型.根据无轴承永磁同步电动机控制系统功能框图,构建无轴承永磁同步电动机数字控制系统,为了使控制系统软件与硬件之间互相配合,设计并使用人机交互界面对无轴承永磁同步电动机控制系统中转速、PID控制器等参数进行实时在线调试和控制.样机试验结果表明：使用人机交互界面进行试验调试,能够快速地达到预期目标,转子转速为1 200 r/min,转子轴心在平衡位置中心（0,0）附近振动,径向偏心位移振动幅值控制在50μm范围之内,满足对无轴承永磁同步电动机数字控制系统进行实时在线调试和控制的要求,对无轴承密封泵的研制与应用具有重要的理论意义和实用价值.     

密封泵中无轴承永磁同步电动机的试验研究

为解决密封泵系统中泵体的密封性问题,提出采用无轴承电动机替代传统电动机构成新型无轴承密封泵方案,研制无轴承电动机成为其关键.阐述了无轴承密封泵中永磁型无轴承电动机转子悬浮原理,并给出电磁转矩和径向悬浮力数学模型.根据无轴承永磁同步电动机控制系统功能框图,构建无轴承永磁同步电动机数字控制系统,为了使控制系统软件与硬件之间互相配合,设计并使用人机交互界面对无轴承永磁同步电动机控制系统中转速、PID控制器等参数进行实时在线调试和控制.样机试验结果表明:使用人机交互界面进行试验调试,能够快速地达到预期目标,转子转速为1 200 r／min,转子轴心在平衡位置中心(0,0)附近振动,径向偏心位移振动幅值控制在50 μm范围之内,满足对无轴承永磁同步电动机数字控制系统进行实时在线调试和控制的要求,对无轴承密封泵的研制与应用具有重要的理论意义和实用价值.     

转子发动机偏心轴有限元分析

从理论上推导了转子发动机偏心轴瞬时气动力计算公式,应用有限元技术,计算了某转子发动机偏心轴的强度,从而为偏心轴设计和定型提供依据.     

某柴油机配气机构数值模拟

利用GT—VTrain对某发动机配气系统进行了计算,对比了采用两种凸轮轴下各零件的动力学结果,分析了配气机构中的气门运动情况、凸轮挺柱接触应力、活塞气门最小间隙、弹簧受力等结果,找出了其中更合适的凸轮轴．为发动机的设计提供了理论依据。     

小型柴油发动机烧瓦的原因及预防

1．机油泵不泵油或泵油不足。机油泵内外转子的径向间隙、内外转子和泵壳体间的端面间隙等超过极限及机油泵轴上的传动键磨损严重时,都会使机油泵不能正常泵油或停止泵油,致使发动机烧瓦。因此,要根据发动机工作时间长短及时进行保养,并检修机油泵。     

调整垫片对油气弹簧开阀速度影响的研究

阐述了多片阀片叠加的优点,给出了油气弹簧节流阀的结构和原理,论述了调整垫片在油气弹簧中的作用。根据在相同压力阀片弯曲变形量相等的当量关系,对在有、无调整垫片两种情况下,对节流阀片当量厚度进行了对比分析和计算;对调整垫片对单片节流阀片和多片叠加节流阀片的开阀速度的影响进行了研究;对开阀速度的变化量和变化率与调整垫片厚度的关系进行了分析;最后通过实例对调整垫片厚度对开阀速度、速度变化量和开阀速度的变化率的影响进行了分析验证,可知,在节流阀片当量厚度不变的情况下,调整垫片可以调节油气弹簧的开阀速度,更好地满足对油气弹簧的阻尼特性的要求,为油气弹簧的优化设计、特性分析提供重要的参考价值。     

磁流体密封在水轮机主轴中的应用

为了解决目前常用的水轮机主轴密封装置易磨损、泄漏量大的问题,在水轮机主轴上采用磁流体密封技术.该密封技术具有无刚性接触,无磨损,可自行修复,寿命长等优点,选择适合密封水介质的油基四氧化三铁磁流体作为密封材料,磁性能高且价格低廉的钕铁硼永磁材料提供外磁场,并使用电磁场分析软件进行仿真计算.仿真结果表明:轴向密封靠近转轴处,径向密封靠近导磁体处,密封能力最差,最易失效;齿形、密封间隙等结构参数对密封性能影响较大,且在一定的数值范围内密封能力较强. 结合水轮机主轴密封的特点,设计出适合水轮机主轴的轴向与径向密封组合的矩形齿磁流体密封装置,轴向密封总级数为48级,径向密封总级数为20~24级,总的密封压差Δp>0.5 MPa.     

气门弹簧的检查及应急处理

气门弹簧是气门回位和保持气门与气门座密闭的关键性零件。若气门弹簧变软后，便会使气门回位减慢，延迟了气门关闭的时间，增大了气门开启的角度，使原配气相位发生了变化；另一方面，造成气门不能可靠地密封，产生漏气，于是气缸内燃烧不完全，发动机转速下降，功率不足。检查的方法是：气门弹簧的弹力可以用弹簧试验器测量。如果没有专用的鉴定设备，可将新；日两只弹簧串起来，中间用铁板隔开，放在虎钳上，压缩弹簧，如果被检查弹簧短于标准弹簧，说明弹力不足，当自由长度缩短3毫米以上，弹力丧失超过原弹力1／10，均应更换新件。保养…     

稀土永磁弹簧的力学特性研究

采用有限元法对稀土永磁弹簧的磁场分布进行了数值模拟分析。并就弹簧永磁体的结构参数对弹簧特性的影响作了详细研究。研究结果表明，在磁力弹簧的主要工作区段，位移和压力近似呈线性关系，弹簧的力学性能不仅与永磁体的形状有关，而且与永磁体的具体尺寸有关，对于相同结构和尺寸的磁力弹簧，如果两环的磁极相对，则其力学性能较差，两环磁针极同向的弹簧，力学性能较好，位移范围较大，因此，磁力弹簧大多用作压缩弹簧。     

圆柱压缩螺旋弹簧三维静动态有限元分析与寿命预测

在充分考虑圆柱压缩螺旋弹簧的受力及结构特点的基础上,建立了比较符合实际的三维有限元计算模型,并对压缩螺旋弹簧进行了动静态有限元分析,获得了弹簧的刚度,进行了静强度校核、疲劳寿命估算和模态分析。分析结果表明,弹簧满足设计要求。     

膜片弹簧离合器工况特性分析

根据膜片弹簧离合器的载荷-变形计算公式,对膜片弹簧离合器的实际工况特性进行了详细分析,在分析的基础上,提出了膜片弹簧离合器设计和制造过程中应采取的措施。     

GAP单元在气门弹簧动态特性有限元分析中的应用

利用有限元方法对气门弹簧的动态特性进行了研究,利用MSC.Nastran的MSC.Patran建立了气门弹簧的有限元模型;为了考查气门弹簧在运动过程中由于簧圈接触而带来的非线性因素的影响,引入了三维间隙(GAP)单元,计算了气门弹簧的刚度值和模态特性。通过比较分析可知,考虑接触非线性因素后的GAP单元模型能很好地模拟实际状态下的气门弹簧特性,为气门弹簧的动态设计奠定了基础。     

永磁压缩弹簧式溢流阀的设计与试验研究

针对螺旋压缩弹簧在液压元件使用过程中的疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式,提出了非接触式永磁压缩弹簧式液压阀的设计理念,对永磁压缩弹簧式溢流阀的基本结构、工作原理、电磁力、刚度特性进行了研究,通过解析法和试验验证法对永磁压缩弹簧进行了设计,充分利用磁场力优于螺旋压缩机械弹簧的特性段,设计出了永磁压缩弹簧式溢流阀,并对设计出的溢流阀进行了试验验证.结果表明,当永磁阀芯与永磁底座之间的间隙为0.4～1.2 mm时,磁场力保持70±5 N基本不变;在溢流阀的阶跃响应试验中,永磁压缩弹簧式溢流阀的压力波动比为11.7%,小于螺旋压缩机械弹簧式溢流阀压力波动比22.8%;在相同技术指标的条件下,永磁压缩弹簧式溢流阀的体积较螺旋压缩弹簧式溢流阀小37.5%.因此,可以充分利用永磁压缩弹簧的优势在液压阀设计方面进行深入研究.     

活塞弹簧式气制动阀静特性的研究

活塞弹簧式气制动阀作为控制阀,已广泛地应用于拖拉机挂车制动系统,气制动阀静特性直接影响拖拉机挂车机组的制动性能。为此,对我国拖拉机挂车气制动系主要控制元件之一的活塞弹簧式气制动阀静特性做了理论分析和试验研究,结果表明:气制动阀静特性不仅与几何尺寸、平衡弹簧刚度、输入气压及行程有关,而且与制造精度、装配质量和调整误差有关。     

垂直管线型先导式截止阀的阀芯运动过程数值分析

提出了一种新型的可适用于垂直管线的先导式截止阀,其驱动能耗较低;通过分析阀芯的受力情况,建立了阀芯运动的控制方程;运用Fluent软件及用户自定义函数功能UDF对该阀在不同弹簧刚度下的运动过程中的冲击速度、阀芯稳定位移和瞬态位移进行了数值分析.结果表明:阀芯运动在不同的弹簧刚度下具有不同的开启方式,选取较小的弹簧刚度有助于阀门的快速响应,也能够保证阀门开启后的正常工作,但容易造成开启时候阀芯对阀芯顶盖的冲击碰撞;而随弹簧刚度增大,阀芯的稳定位移逐渐减小,如在转换点之后继续增大弹簧刚度将使得阀芯无法达到最大位移.此外,通过对0.9倍和1.1倍弹簧刚度理论计算值下的阀门开启过程进行瞬态模拟,发现数值模拟与理论计算可以相互印证,同时建议在实际弹簧刚度选取时,选取0.9倍的理论计算值作为实际设计点.研究可为该类先导式截止阀或类似结构截止阀的研究推广与应用提供一定的借鉴意义.     

发动机配气机构弹簧有限元分析

气门弹簧是发动机配气机构的重要组件之一,气门弹簧是否符合技术要求是发动机能否正常工作的关键。对弹簧进行强度、刚度、抗疲劳强度以及模态分析,分别采用耦合式有限元分析法和夹板式有限元分析法对弹簧进行了对比分析,发现弹簧内侧为弹簧的易疲劳区,弹簧的强度、刚度、抗疲劳强度满足技术要求,没有共振现象。研究还表明,夹板式有限元分析法比耦合式准确。     

U形件弯曲成形中回弹的数值模拟研究

介绍了U形件弯曲成形中回弹的机理和影响因素。利用有限元分析软件Dynaform PC对U形件在不同成形参数下的弯曲回弹进行了数值模拟,研究了各种参数对弯曲回弹的影响,并对成形后的回弹进行了分析。     

复合材料板簧的优化设计及分析

根据某汽车钢板弹簧相关参数和分析结果，用有限元软件ANSYS设计优化了一种玻璃纤维增强树脂基复合材料（CFRV俗称玻璃钢）板弹簧来代替原钢板弹簧，并对其动态特性及结构应力分布进行有限元分析，结果证明该复合材料板弹簧应力更低，固有频率更高，不计吊耳时弹簧重量减轻了约75％。