DP180-10型隔膜泵曲轴结构研究

曲轴是隔膜泵动力端受力最复杂的零件,研究其可靠性对隔膜泵安全工作具有非常重要的意义。基于增加曲轴支承可显著降低曲轴应力集中和提升曲轴强度的理论,在研究DP180-10型三缸单作用隔膜泵动力端曲轴时,提出一种新型四支承曲轴结构并针对该三拐四支承曲轴提出了危险工况的确定方法。经结构优化设计、采用MATLAB软件仿真危险工况及采用Pro/E软件建模后,在ANSYS软件中对该结构进行了有限元分析,校核了静强度和刚度。研究结果表明,该结构安全可靠,可对大功率的三缸单作用隔膜泵曲轴的结构分析和结构参数优化提供参考。     

大功率发动机机体与曲轴组合结构自由模态分析

应用有限元法分析软件，建立了某大功率发动机机体与曲轴组合结构的有限元模型，并进行了动态特性研究，得到了组合结构的自由模态参数；与实验结果基本吻合，证明了所建模型的正确性。在建立有限元模型时，利用模拟试验，定性分析了曲轴与机体结合部的连接特性，提出了用弹簧单元来模拟油膜接触刚度的方案。分析得到，对于机体与曲轴这类组合结构，其刚度主要取决于机体，曲轴相对于机体是柔性的。因此，在以避免共振为设计目的时，应主要考虑优化机体的刚度。     

重型曲轴车床整机动力学及结构优化分析方法

提出了在Pro/Engineer中建立大型曲轴数控加工车床的模型,并利用CAE技术对机床整机进行运动学与动力学、静动态性能仿真分析的方法.该方法以机床的刚度或者重量为目标函数,以保证合理的加工工艺性和经济性为约束条件,从而可以优化曲轴的加工工艺、机床底座以及刀架支撑体的结构刚度,使曲轴车床整机得到一个良好的综合静动态性能,满足高精度加工要求.该方法成功应用于实践,且申请了相关专利,并可以推广到其他大型机械结构的设计和优化分析中.     

大功率钻井泵双侧斜齿轮传动曲轴的强度分析

传统的大功率三缸钻井泵的曲轴传动结构采用单侧啮合人字齿轮传递动力,由于齿轮位于曲轴的一端,当另一端的两个曲柄受力时,曲轴的应力和形变最大。为减轻这种状况,部分大功率钻井泵的曲轴传动结构采用了双侧啮合斜齿轮来传递动力。针对这种曲轴传动结构推导出曲轴上两个斜齿轮的啮合力、轴承的支反力以及曲轴各个截面突变处的扭矩和弯矩公式,对该曲轴进行强度校核,应用ANSYS workbench进行有限元法强度分析。分析结果表明,双侧斜齿轮传动曲轴在中间曲柄两侧最危险截面上最大应力比传统传动曲轴分别降低21.3%和11.5%,且最大变形量比传统传动曲轴降低45.3%,强度和刚度得到提高,同时适当增加曲轴上各圆角值,可提高曲轴的强度。     

曲轴复合车削机床的结构布局设计

文中首先分析了机床设计过程中的结构布局种类。针对要设计的机床的工艺参数,参照其结构布局的功能设计要求,设计了一种新型的曲轴复合车削加工机床。该机床能很好地解决曲轴连杆颈的外圆加工问题,能一次装夹完成曲轴外圆磨削之前的外圆加工。最后,着重介绍了该机床的总体结构布局设计及工作原理。     

单轴双偏心定尺滚切剪力学分析及应用

根据对滚切剪受力状况的综合分析，建立了滚切剪曲轴受力方程，并进一步确定了曲轴两个曲柄上的力矩和总的力矩，从而设计出曲轴的总体结构。根据曲轴实际受力情况确定受最大作用力时的相位角，并用有限元分析软件ANSYS对其受力及刚度进行了分析。     

切点跟踪磨削法中工件的刚度误差分析及其补偿

采用切点跟踪磨削法加工曲轴类零件时,曲轴的刚度误差是造成加工误差和影响磨削效率进一步提高的主要原因之一。为了采取恰当的误差补偿策略来减小或消除刚度误差的不利影响,分析了切点跟踪磨削法磨削曲轴连杆颈时曲轴不同方向上的弹性位移对加工精度的影响规律,并由此建立了曲轴刚度误差补偿的数学模型;同时给出了测定磨削过程中曲轴弹性变形量的一般方法。     

基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析

曲轴是发动机最重要的部件之一,其强度、刚度可以决定发动机的性能,只有强度、刚度合格的曲轴才能保障发动机的正常运行。利用SolidWorks建立了一个高速赛车V8发动机的曲轴模型,并将曲轴模型保存为IGES格式导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,最后对曲轴模型进行了有限元模态分析,获取了曲轴的前10阶固有频率和相应振型。模态分析可以为曲轴的进一步优化设计以及动力学分析提供理论依据。模态分析的固有频率、振型动画等可以作为曲轴优化设计的参考,通过合理的优化使曲轴能够避开共振的频率区域,有利于提高曲轴的可靠性与寿命。     

新型组合式隔膜泵用三拐曲轴的研究

针对往复式隔膜泵动力端设计,提出了一种三拐四支承组合式曲轴新结构.采用有限元法,将新型组合式曲轴结构与传统三拐二支承整体式曲轴结构进行静力学对比研究,分析它们的应力变化规律并计算出最大应力值,并利用这些数据进行疲劳强度校核.通过对比分析,验证了组合式曲轴新结构的优势,对今后往复泵用曲轴的设计及制造具有一定的指导意义.     

基于SolidWorks与ANSYS的L型空压机曲轴力学特性分析

以L-10/7型空压机曲柄连杆机构作为研究对象,通过SolidWorks软件建立曲柄连杆机构的三维模型并进行虚拟装配,用其motion模块对曲轴的进行动力学仿真,得到曲轴载荷的变化规律。利用ANSYS Workbench和Solid W orks之间的无缝连接,将曲轴模型导入到ANSYS W orkbench中,对曲轴进行强度分析,得到曲轴的应力和应变的分布情况,分析表明曲轴强度和刚度均达到要求。同时对曲轴进行了预载荷模态分析,分析表明曲轴具有良好的动态特性。分析结果为空压机的曲轴结构改进和优化设计提供参考。     

装多级扭转减振器的发动机曲轴系统扭振分析

对装有n级橡胶阻尼式扭转减振器的发动机曲轴系统,建立其扭振分析的通程化模型。该模型适用于任意气缸数的发动机(V型或直列)曲轴系统。以优化参数的单级、两级并联和两级串联扭转减振器为例,对装有优化参数的减振器的发动机曲轴扭振进行计算比对,分析各减振器对发动机曲轴扭振的影响。计算结果表明,以控制曲轴在单简谐激励下各共振峰最小为优化目标选定的减振器,需要经过在实际发动机激励下进行强迫扭转振动分析验证后,方能实现最优选择。     

发动机曲轴系统扭转振动计算方法及优化控制

以某一发动机曲轴系统为研究对象,建立了曲轴系统扭转振动的集总参数模型,并利用集总参数模型计算了曲轴前端在气缸压力作用下的扭转角位移;分析了减振器惯性质量绕曲轴中心线的转动惯量和扭转刚度对曲轴系统扭转振动的影响;最后,对扭转减振器进行了参数优化设计,并给出了优化结果.     

基于数值仿真的往复式压缩机进气阀参数研究

应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程的仿真必须对膨胀和进气过程进行连续动态模拟以确定工作特性;对于一定结构的进气阀,当弹簧刚度由455N/m增大到8000N/m时,压缩机进气量从11.3×10-3m3降至8.8×10-3m3,因为泄漏,在刚度为2000N/m时具有最大实际吸入量11.2×10-3m3;当曲轴转速由300r/min提高到2000r/min时,实际吸入量由11.6×10-3m3降至8.6×10-3m3;从避免阀片颤振、降低瞬时流量波动、限制关闭滞后角和泄漏量以及提高实际吸入气量等方面综合考虑,较合理的弹簧刚度在2000N/m左右,大于原设计的455N/m。通过对进气阀的数值模拟,为优化弹簧刚度、进一步分析变转速下气阀的工作性能提供了依据。     

发动曲轴系统扭转振动建模与实测分析

建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。     

双级串联式扭转减振器特性及其固有频率测试

介绍一种双级串联式扭转减振器结构,对比分析了当扭转减振器总的转动惯量一定、刚度参数最优时,双级串联式扭转减振器与单级、两级并联式扭转减振器对主系统的减振效果。讨论当曲轴系统等效转动惯量和扭转刚度变化时,双级串联式扭转减振器相比其他两种减振器对主系统减振效果的鲁棒特性;给出了双级串联式扭转减振器各级固有频率的测试与计算方法,并进行了测试分析。     

数控重型曲轴铣车复合加工机床旋风刀架有限元分析

针对数控重型曲轴铣车复合加工机床旋风刀架的结构特点,利用UG软件建立其三维模型,对旋风刀架恒流静压导轨的油膜刚度进行了计算,采用ANSYS软件建立了旋风刀架有限元模型,并进行了静力和模态分析,得到了其应力分布图、结构变形图以及前6阶固有频率和模态振型。对计算结果的分析表明:旋风刀架具有良好的静力特性和动态特性,能够满足设计要求。指出了旋风刀架结构设计的薄弱环节,并为其结构优化设计提供了一些参考数据。     

Identification of Axial Vibration Excitation Source in Vehicle Engine Crankshafts Using an Auto-regressive and Moving Average Model

Violent axial vibration of a vehicle engine crankshaft might lead to multiple defects to the engine.Much research on mechanism and control measures has been done on engines,such as using the dynamic stiffness matrix method,rayleigh differential method,and system matrix method.But the source of axial vibration has not been identified clearly because there are many excitation factors for the axial vibration of a crankshaft,such as coupled torsional-axial vibration and coupled bending-axial vibration,etc.In order to improve the calculation reliability and identify the excitation source of axial vibration of in vehicle engine crankshafts,this paper presents a method to identify the axial vibration excitation source of crankshafts for high speed diesel engines based on an auto-regressive and moving average(ARMA) model.Through determining initial moving average variables and measuring axial /bending/torsional vibrations of a crankshaft at the free-end of a 4-cylinder diesel engine,autoregressive spectrum analysis is applied to the measured vibration signal.The results show that the axial vibration of the crankshaft is mainly excited by coupled bending vibration at high speed.But at low speed,the axial vibration in some frequencies is excited primarily by torsional excitation.Through investigation of axial vibration source of engine crankshafts,calculation accuracy of vibration can be improved significantly.     

曲轴外圆复合车削刀架连杆机构的结构分析及改进

主要讨论了曲轴外圆复合车削刀架连杆机构的结构问题.由于刀架连杆机构在切削过程中容易产生变形,其强度和刚度直接影响着整个车床的加工精度,从而影响着被加工零件的表面粗糙度和形状误差,所以连杆机构的变形问题尤为重要.为了使刀架连杆机构简单、紧凑及变形量小,对连杆机构进了分析和讨论,采用ANSYS软件对连杆机构模型进行了有限元...     

润滑性能对活塞-轴系的影响

以四缸内燃机为例，在建立三维装配实体的基础上，采用有限元法对活塞一轴系和机体进行了动特性分析。在建模中充分考虑了实际约束条件，并对关键部件的接触问题作了处理。计算采用系统级的动特性分析方法获得了曲轴轴系的扭转、弯曲、伸缩振动及其复合振动，计算结果表明油膜刚度、阻尼系数的增加会导致活塞一轴系振动频率的增加。