陀螺电机轴连轴承生热分析

基于摩擦学理论,对轴连轴承组件生热进行了研究.针对轴连轴承组件的具体工况及结构特点,分析了轴连轴承组件的发热机理,建立了轴承组件内各部分功率损失计算模型,在此基础上得出了轴承总的生热和轴承各单元间的局部生热.以某型陀螺电机轴连轴承为例分析了不同工作转速和工作载荷对轴承总生热和各单元局部生热的影响.结果表明,轴承转速、轴...     

Analysis on the friction losses of a bent-axis type hydraulic piston pump

The design of an axial piston pump for electro-hydrostatic transmission systems requires accurate information where and how much the internal friction and flow losses are produced. This study is particularly focused on the friction losses of a bent-axis type hydraulic piston pump, aiming at finding out which design factors influence its torque efficiency most significantly. To this end, the friction coefficients of the pump parts such as piston heads, spherical joints, shaft bearings, and valve plate were experimentally identified by a specially constructed tribometer. Applying the experimental data to the equations of motion for pistons as well as to the theoretical friction models for the pump parts, the friction torques produced by them were computed. The accuracy of the computed results was confirmed by the comparison with the practical input torque of the pump. In this paper, it is shown that the viscous friction forces on the valve plate and input shaft bearing are the primary source of the friction losses of the bent-axis type pump, while the friction forces and moments on the piston are of little significance.     

基于突变理论设冷水泵转轴功能安全完整性评估

面向核电设备冷却水泵(简称核电设冷水泵)转轴的功能安全评估是减少核电设备安全问题的重要手段之一。针对核电设冷水泵转轴故障突变时功能安全评估问题,提出了一种基于突变理论的核电设冷水泵转轴功能安全完整性评估方法。首先,从核电设冷水泵转轴多传感器监测数据中提取故障特征,故障特征融合结果作为预测参数;其次,采用预测参数构建转轴性能衰退轨迹路径,基于蒙特卡罗方法计算转轴累积失效概率;最后,基于尖点突变理论计算转轴危险失效概率,并评估转轴功能安全完整性等级,并采用核电设冷水泵转轴状态监测数据进行了实验验证。结果表明,当核电设冷水泵转轴存在故障突变时,基于突变理论结合性能衰退状态监测的方法,可以提高核电设冷水泵转轴功能安全完整性评估结果的准确性。     

高效无过载潜污泵的优化设计与试验研究

为了使潜污泵同时具有高效与无过载特性,针对模型泵100QW110-15-7.5的叶轮进行优化设计,采用正交试验设计法,设计了一组7因素3水平的正交方案。对每个方案进行数值模拟,并对计算得到的数据进行极差分析,获得了各几何参数影响性能的主次顺序。采用加权方法,将扬程、效率、轴功率多项指标转化为单项综合性能指标,利用超传递近似法来确定各目标函数的权重因子的数值,并对综合性能指标进行极差分析,得到了潜污泵的最优参数。在数值模拟基础上,对最优模型样机进行了试验,测试结果表明:模型泵的额定点效率达到81.04%,在运行区间内无马鞍区、无过载现象发生,且高效区较宽,满足设计要求。预测曲线与试验曲线基本吻合,表明数值模拟较为准确,对高效无过载潜污泵的设计具有一定的指导意义。     

低压安注泵及安全壳喷淋泵轴套擦痕问题的原因分析

对低压安注泵及安全壳喷淋泵在性能试验阶段反复发生轴套擦痕的成因进行了分析,认为卡套联轴器存在结构问题,轴跳动、动态挠度、振动过大是其造成轴套擦痕的主要影响因素,从制造和设计两方面对泵的改进进行了探讨。     

超高速切线泵扬程系数试验

为获得切线泵在超高工作转速下的扬程系数、摩擦功耗损失、温升特性与工作转速关系,针对外径42 mm的8叶片切线泵开展了试验研究,将切线泵装配至涡轮轴系上,通过高压氦吹驱动涡轮轴系进行超高速运转试验。试验过程中通过控制高压气源压力及切线泵输出流量,获得了切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内的输入轴功率、输出压力、输出流量及温升特性数据。通过对实测数据的分析与计算,取得了外径42 mm的切线泵在超高转速条件下泵扬程系数、功耗损失及工作过程中温升特性试验数据。试验结果表明:外径42 mm的8叶片切线泵在52.8×10³~80.8×10³ r/min转速范围内,转速每增长1000 r/min,功耗损失约增加1.486 kW,所耗功率全部用于泵叶轮搅油摩擦损失,同时转速增加内泄增大,导致扬程系数由0.70缓降至0.66,零输出流量时由摩擦损失导致的液体介质温升速率达2.38 ℃/s,试验结束时油温最高达到274.5 ℃。试验研究提供了一种切线泵特性测试方法,可作为切线泵及涡轮泵设计和分析的依据。     

火电厂锅炉给水泵机组节能改造中汽蚀问题的探讨

对锅炉给水泵泵组进行变频调节能起到节能减排的效果。但随着电机变频,与锅炉给水泵共用电机、且同轴驱动的前置泵也须在变频的情况下低速工作,相应的泵出口压力降低。此时,前置泵是否能满足锅炉给水泵不发生汽蚀的要求,本文从锅炉给水泵的3个负荷工况情形对此予以分析讨论。     

离心泵负载下的电机定子电流特性研究

为了探索离心泵运行工况与电机定子电流之间的关系,通过数值模拟分析了不同运行工况下的离心泵水力负载转矩特性,可知水力矩呈周期性变化,均值随着流量的增大而增大,水力矩脉动强度均方根随着运行工况偏离设计工况而增大。通过理论分析可知,转矩特征将以工频调制方式反映在电机定子电流中。通过试验测得了电机定子电流,计算了定子电流均方根,并用奇异值分解法（singular value decomposition,简称SVD）消去电网工频信号,实现反映离心泵运行状态的电流特征提取。结果表明：定子电流均方根（root mean square,简称RMS）与水力负载转矩的均方根变化特征一致。根据计算处理后的定子电流总谐波失真(total harmonic distortion,简称THD)可知,THD呈现出随离心泵运行工况偏离设计工况而增大的趋势。     

液压动力系统运行状态识别技术研究

以机械工程中液压动力系统为对象 ,在理论分析以及大量试验研究的基础上 ,给出了基于电流信号功率谱特征的液压动力系统 4种运行状态标准模式。提出了基于灰色关联度计算的模式识别方法 ,该方法能很好地识别出液压动力系统正常以及电动机故障、机械故障、油泵故障的发生。此外 ,灰色关联度算法简单、计算量小 ,可以实现在线监测。     

65Y60型离心油泵叶轮切割定律的试验研究

试验研究了65Y60型离心油泵在输送水和输送粘油时的叶轮切割定律，发现泵输送水时的切割定律与输送粘油时的有所不同。输送水时，叶轮切割后，泵的扬程、轴功率、效率都下降。但是输送粘油时，扬程、轴功率下降，而效率在切割量不大的情况下却有所提高。另外，切割量比较大时，各切割指数趋于某一定值。     

基于正交设计法的中比转速泵无过载优化设计

以D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象,选取导叶喉部面积、叶片数、叶片包角、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口角、叶轮进口直径7个参数为变量,运用正交设计法制定七因素三水平正交方案L18(37),借助数值模拟方法对泵的性能进行预测,通过分析得到了几何参数对中比转速离心泵性能影响的主次顺序:叶片数对扬程和效率的影响起主要作用,叶片包角对轴功率的影响起主要作用;正交优化方案的数值模拟结果表明,该方案既满足无过载性能的要求,又保持了较高的效率,可为中比转速离心泵无过载设计提供参考。     

成形机控制系统分析与摆动装置设计

讨论了一步法封头成形机应用力反馈工作原理，首次设计泵一马达容积调速的恒功率同步控制系统，并解决了成形机摆动装置的结构创新设计问题。使整机结构及控制系统简单、可靠，合理，性能稳定。不仅取得了较大的经济效益，而且可在同类设备中拓展应用。     

交流电动泵工况点的变频调节

推导计算出泵的流量、扬程、功率与转速的关系式,在此基础上,根据电机变频调速原理导出了泵的流量、扬程、功率与电源频率的关系式。介绍了变频调速的实现方法,并以某一交流电动泵为例进行变频试验,试验结果验证了所推导的关系式。本工作对同类产品的变频调速具有一定的参考意义。     

Experimental study of the influence of flow passage subtle variation on mixed-flow pump performance

In the mixed-flow pump design, the shape of the flow passage can directly affect the flow capacity and the internal flow, thus influencing hydraulic performance, cavitation performance and operation stability of the mixed-flow pump. However, there is currently a lack of experimental research on the influence mechanism. Therefore, in order to analyze the effects of subtle variations of the flow passage on the mixed-flow pump performance, the frustum cone surface of the end part of inlet contraction flow passage of the mixed-flow pump is processed into a cylindrical surface and a test rig is built to carry out the hydraulic performance experiment. In this experiment, parameters, such as the head, the efficiency, and the shaft power, are measured, and the pressure fluctuation and the noise signal are also collected. The research results suggest that after processing the inlet flow passage, the head of the mixed-flow pump significantly goes down; the best efficiency of the mixed-flow pump drops by approximately 1.5%, the efficiency decreases more significantly under the large flow rate; the shaft power slightly increases under the large flow rate, slightly decreases under the small flow rate. In addition, the pressure fluctuation amplitudes on both the impeller inlet and the diffuser outlet increase significantly with more drastic pressure fluctuations and significantly lower stability of the internal flow of the mixed-flow pump. At the same time, the noise dramatically increases. Overall speaking, the subtle variation of the inlet flow passage leads to a significant change of the mixed-flow pump performance, thus suggesting a special attention to the optimization of flow passage. This paper investigates the influence of the flow passage variation on the mixed-flow pump performance by experiment, which will benefit the optimal design of the flow passage of the mixed-flow pump.     

中比转速离心泵无过载优化设计

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。     

百万千瓦级核电厂主泵轴封技术现状及发展趋势

介绍百万千瓦级核电厂主泵流体静压型轴封和流体动压型轴封的工作原理、性能及结构特点,并分析了其中的关键技术,得到了百万千瓦级主泵轴封的技术现状,并对轴封技术的发展趋势作了近期展望。     

双流道泵输送固液介质的水力性能及磨损试验研究

为分析固液混合物对双流道输送泵性能的影响,采用平均粒径为10 mm和36 mm的固体颗粒对双流道泵在不同浓度和流量下开展输送固液两相介质的水力性能试验,并对泵的磨损进行分析。水力试验结果表明,在一定的流量下,随着输送混合物中固体颗粒浓度的增加,入口表压、出口表压、扬程及效率呈递减趋势。 与输送清水时比较,当输送固液两相介质时,随着流量的增大,轴功率上升较快,扬程的下降量在不同流量下几乎相同;效率曲线在不同流量下比输送清水时效率要低,差值随着流量的增大而增大。在同流量同浓度比工况下,泵的进出口压力、扬程和汽蚀性能在输送较大直径固体颗粒时,明显下降。通过对双流道泵磨损的分析表明,叶轮磨损部位主要在前盖板外缘、流道内偏前盖板的流道表面、压力面进口边,压力面的磨损区域呈三角形;泵体的磨损部位主要在周壁、隔舌及泵体口环处。本研究可为固液两相双流道离心泵的理论研究与设计应用提供试验依据。     

串列式双级轴流泵性能的数值模拟

为了揭示串列泵的内部流动机理及其能量特性,采用两个具有试验结果的轴流式叶轮和一新设计的导叶串联组成了一串列式轴流泵模型。应用Pro-E对该串列泵进行三维实体造型,用数值模拟的方法计算泵内的流场。数值计算采用NUMECA商业软件。在不同的工况条件下获得前后叶轮内部的速度矢量分布。基于流场计算结果,预测包括扬程、效率和轴功率在内的串列泵性能。将数值计算的结果与原叶轮的试验结果进行对比并与首级叶轮比较,串列轴流泵次级叶轮压力面和吸力面的速度具有较大的差值。与一般的轴流泵比较,串列式轴流泵具有比较宽的高效区,最优工况点向大流量区域偏移,其轴功率不再像普通轴流泵那样随流量的增加而减小。为了分析前后叶轮的相互作用,预测不同的后叶轮叶片偏转角条件下的串列泵性能,结果表明后叶轮的叶片偏转角对串列泵性能有重大的影响。     

地下管道挖掘机刀盘液压系统的设计与仿真

地下管道挖掘机是一种以非开挖的方式完成地下管道挖掘及管线铺设的工程设备,其刀盘采用液压马达驱动。刀盘液压系统的优劣是衡量该设备性能的关键,根据设备的特点分别设计了基于阀控调速、变量泵调速和泵变转速调速技术的三种不同的液压系统作为备选方案,并对这三种系统进行了仿真。仿真结果表明泵变转速调速液压系统的负载波动小、工作效率高,相比于其他两种方案大大减少了流量、压力损失和负载波动,更适合作为刀盘的液压驱动系统。     

包角对中比转速泵流场及无过载性能的影响

以D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象,根据无过载叶轮约束公式确定叶轮设计方案,选取四种叶轮包角（150°、170°、190°和210°）开展中比转速泵流场及无过载性能的模拟研究。与实验结果相比,模拟所得扬程、效率和功率值误差不超过9%,模拟方法可行。结果表明：当叶片包角由150°增大到210°时,叶轮进口压力提高24%,低速区面积扩大至整个叶轮流道的1/3,叶片对流体的约束能力及抗汽蚀性能增强,但叶轮出口压力降低,大包角下导叶的湍流损失加剧了动能损耗;功率备用系数由1.145减小至1.025,且功率曲线出现极大值,泵的无过载特性更显著,但扬程和效率分别下降了15.4%和4.48%。研究结果为中比转速离心泵的无过载设计提供了理论依据。