柱塞
關注創建者：落麒 創建時間：2021-01-21
柱塞的視頻教程
螺旋式柱塞泵流場和結構場模擬
1掌握單缸柱塞泵2D模型的流場模擬方法 2掌握單缸柱塞泵3D模型的流場模擬方法 3掌握多缸柱塞泵3D模型的流場模擬方法 34掌握螺旋式柱塞泵結構評估方法
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基于EVENTS、TUI和動網格的柱塞式空氣壓縮機Fluent仿真
柱塞式空氣壓縮機Fluent仿真，流體與傳熱相關的模擬。涉及到的知識點有：1.設置events事件，實現計算過程中條件的改變 ；2.利用TUI命令改變邊界類型 ；3.利用動網格方法實現柱塞往復運動；4.幾個常見問題的調試。
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柱塞的實例教程
1
配流盤結構及作用過程
某型號軸向柱塞泵心臟結構示意圖如下：
圖1 某型號軸向柱塞泵心臟結構示意圖
如圖1所示，某型號軸向柱塞泵心臟部件主要由配油盤、轉子、柱塞、滑履、壓板、斜盤、主軸等零部件組成。當主軸帶動轉子轉動時，轉子與柱塞同步轉動，由于斜盤存在偏角，柱塞在轉子柱塞孔內作直線往復運動。在吸油區，柱塞在中心彈簧的作用下，不斷伸出，柱塞腔容積不斷增大，柱塞腔與配流盤的吸油窗溝通，吸入油液，直至上死點為止；在排油區，柱塞在斜盤表面的作用下，不斷向柱塞腔內伸進，使柱塞腔容積不斷減小，柱塞腔與配流盤的排油窗溝通，排出油液，直至下死點為止。
展開 壓油階段, 柱塞受斜盤的作用力進入柱塞套, 柱塞底部與斜盤接觸緊密, 此階段柱塞中心流道處于閉合, 潤滑油從柱塞套入口和柱塞套底部進入間隙, 油膜伸長; 吸油階段, 柱塞受到彈簧作用力離開柱塞套, 油膜油液從中心流道和柱塞套底部流走, 油膜縮短。
圖 1 燃料泵局部結構和柱塞副結構示意圖
1.1 油膜幾何模型與網格劃分
圖 2 柱塞油膜模型示意圖
1.2 柱塞運動方程
圖 3 柱塞運動原理圖
基于柱塞運動原理, 可得柱塞位移和運動方程
(1)
(2)
式中: Sp為柱塞位移量; v為柱塞運動速度; 為主軸轉動角速度。
由于油膜實際區域更新隨柱塞運動而改變, 故油膜頂部邊界運動也滿足上述公式。同時, 油膜長度變化量為
(3)
式中, l0為油膜初始長度, 即油膜最小長度。
1.3 網格更新方法
對于變化的流場區域可以使用動網格與滑移網格技術。
展開 摘 要：高端柱塞泵(馬達)要求可靠性高，售價高，我國一些企業紛紛仿制，但是如何通過”引進、消化、再創新”開發這類產品，響應黨中央、國務院的在2020年建成創新型國家的號召，使我國的高端柱塞泵(馬達)趕上世界先進水平，本文將從技術層面對這一問題進行探討。
關鍵詞：高端柱塞泵(馬達); 創新; 可靠性; 型式試驗; 耐久性試驗; 模擬試驗; 對比試驗; 最薄弱環節試驗;
前言
近年來，我國的一些企業紛紛投巨資開發高端柱塞泵(馬達)。所謂高端柱塞泵(馬達)就是使用中要求高可靠性的產品，例如：挖掘機用的柱塞泵(馬達)、水泥攪拌車用的柱塞泵(馬達)、冶金系統軋機、連鑄、高爐等用的柱塞泵，由于其要求可靠性高，因此售價高，利潤大，為此國內許多廠家紛紛測繪仿制國外的同類產品。但是許多廠家只注意產品的制造，而不重視產品的試驗，因此制造出來的產品往往不可靠，更談不上”引進、消化、再創新”，最多是跟在別人后面跑。做出的產品還要借用(或部分借用)他人的型號，這樣的產品與國外同樣的產品比較，只是形似(由于鑄件質量差，甚至形也不似)，而不是神似。
進行產品的出廠試驗，是人人皆知，但如何提高產品的可靠性，並不是所有的人都知，一臺產品的質量，不僅是制造出來的，更重要是試驗出來的，因為”實踐是檢驗真理的標準”，只有通過試驗發現問題，才能有解決問題的辦法，才能對產品進行改進。
我從事柱塞泵研究開發近50年，試驗過許多國內外的柱塞泵，近幾年又協助一些企進行高端柱塞泵(馬達)的開發，黨中央和國務院提出要在2020年把我國建成創新型國家，我國的液壓工業中的高端柱塞泵(馬達)如何創新？下面我將對這一問題發表一些看法，有不妥之處，歡迎批評指正。
1. 產品開發試驗的重要性
(1)何謂產品的可靠性：在一定時間內、一定條件（額定參數）下、無故障地執行其功能的能力，稱為可靠性。
展開 關鍵詞
■ 軸向柱塞泵；振聲模型；聲學貢獻量分析；降噪區域識別
■axial piston pump, vibro-acoustic model, acoustic contribution analysis, identification of noise-reduction region
研究背景
軸向柱塞泵結構緊湊、功重比大、工作壓力等級高、變量方式多，在高端液壓裝備得到了廣泛應用。但作為液壓系統的“心臟”，軸向柱塞泵振動大、噪音高，工作時產生的振動和噪聲加劇零部件磨損、降低使用壽命。結構優化設計是改善軸向柱塞泵振動噪聲特性的有效途徑。學者對配流盤、殼體結構等進行優化設計，取得了良好的降噪效果。但是這種優化設計依賴工程經驗、針對性較差、推廣應用難度較大。為了更有針對性的開展軸向柱塞泵的降噪優化設計，需要對其振動和噪聲特性進行預測。本課題針對軸向柱塞泵殼體降噪區域識別難題，建立了液壓-多體動力學耦合模型以求解結構噪聲激振力，建立了考慮軸向柱塞泵內部多組件耦合關系的有限元/邊界元振聲模型，基于振聲模型開展模態和板面聲學貢獻量分析，精確識別了柱塞泵殼體降噪區域，為柱塞泵殼體優化設計奠定技術基礎。
展開 柱塞計量泵通過柱塞的往復運動直接將工作介質(黃色)吸入和排出。由于柱塞和密封都接觸介質的情況下，選擇合適的柱塞材質和密封形式可保證泵在運轉過程中具有理想的性能。
柱塞計量泵包括有閥泵和無閥泵兩種。柱塞式計量泵因其結構簡單和耐高溫高壓等優點而被廣泛應用于石油化工領域。柱塞材質有不銹鋼、氧化陶瓷，氧化陶瓷具有耐腐蝕和硬度高耐磨的特點。
柱塞計量泵注意事項有哪些
新泵在使用前應洗凈泵上防腐油脂，檢查各連接處螺栓是否擰緊，不允許有任何松動。
在變速箱和傳動箱內注入機械油(GB3141-82),油量控制在油標中心線。機械油的選用：夏季用N46號、冬季用N32號。油杯內加注N20號機械油。
用手盤動計量泵，使柱塞往復運動1～2個最大行程。不得有任何卡阻現象。然后將泵行程零位與調量表零位相對應，以防運輸中調量表指針的漂移。
打開進出口管路上的閥門，啟動電動機，檢查電機線路，并使泵按規定的旋轉方向旋轉。選用最大行程排液，使液缸體內的空氣徹底排凈。
旋轉調節手柄，對泵的排量進行標定。待調至設定排量后，應將調節手柄鎖緊螺釘擰緊，以免撞擊松動，引起流量變化。
泵在常壓狀態下運行正常后在逐漸升高排出壓力至額定值。
檢查柱塞填料處的泄漏情況，如泄漏量超過每分鐘10滴，應適當擰緊填料壓緊螺母，壓緊力以不卡柱塞又不泄漏為宜。
檢查溫升現象。電動機允許溫升為70，傳動箱內潤滑油溫度不宜超過65，填料箱溫度不得超過70。如溫升過高則應停機檢查，待排除故障后再開機運行。
泵開機后，運行應平穩，除了有節奏的單向閥跳動聲外，不能有特殊噪聲，更不能夠帶“病”工作。
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6/9 | Ansys Forte容積式壓縮機、齒輪泵行業解決方案及案例介紹
講師簡介：
姚翔 | Ansys 高級應用工程師
主題簡介：主要介紹最新版本Ansys CFD產品包中的容積式壓縮機專用仿真工具Forte在容積式壓縮機、渦旋壓縮機、柱塞泵和齒輪泵等行業的解決方案。
閥類：球閥、蝶閥、閘閥、柱塞閥、電磁閥、真空閥、電站閥、溫控閥、疏水閥、排污閥、止回閥、截止閥、排氣閥、密封閥等；節流閥、旋塞閥、隔膜閥、調壓閥、調節閥等各類閥門及驅動裝置；電動、氣動、液動、手動執行機構、定位器、閥門配件系統，密封技術。
如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。柱塞之后則快速回抽讓原來料槽變得像是溢流區，以此釋放模穴中發泡過程產生的多余壓力來強化發泡產品的質量。
轉注成型的化學發泡制程可視化
(Ref: Groover, M. P.
此外，軸向柱塞泵的氣蝕問題也嚴重制約著設備效率與壽命。傳統設計高度依賴大量實驗，成本高昂且周期漫長，因此企業對精準仿真的需求日益迫切。
Cradle CFD作為一款高精度多物理場仿真工具，借助重疊網格、流固耦合、聲學耦合等先進技術，能夠精準模擬閥門內部的復雜流場、傳熱過程及動態運動，有效助力智能閥門的優化設計。
二
PVT 曲線的測定方法
（一）柱塞法（直接加壓法 / 柱塞圓筒法 ）
柱塞法是目前應用較為廣泛的 PVT 曲線測試方法之一，也被稱為直接法。其測試原理是將受測材料放置于一組具有加熱、冷卻功能且溫度可控的測試料筒內，樣品直接與施壓柱塞接觸（如圖所示） ，使用密封墊將材料包覆，防止泄漏。
這些部件在發動機工作時需要承受高溫、高壓和高速旋轉的作用，PEEK 材料能夠確保其長期穩定運行；在液壓行業，齒輪泵側板的涂層性能可減少跑合時間、降低初始摩擦系數，柱塞泵配油盤的涂層性能可減摩、耐磨、抗疲勞沖擊。
需求與格局
國產 PEEK 產品已突破，但自主供應能力仍有不足。目前，全球 PEEK 生產廠商呈現“一超多強”的競爭格局。
如下圖所示，一熱固性預填料被放入料槽后，再由柱塞施加壓力讓橡膠流進加熱的模穴中。柱塞之后則快速回抽讓原來料槽變得像是溢流區，以此釋放模穴中發泡過程產生的多余壓力來強化發泡產品的質量。
轉注成型的化學發泡制程可視化
(Ref: Groover, M. P.
? 確保儲罐的正確設計
? 制定可靠性相關問題策略
應用案例
管路運輸
Ansys為管路中的流動保障提高了全面系統的解決方案
挑戰：
? 準確的預測:
? 壓降, 各種各樣的流型…
? 氣含率
? 設備的尺寸
? 管道中的沖蝕/腐蝕
? 分層流和霧狀流動
? 閥門和泵的設計
Ansys解決方案：
? 水和沙的管理
? 柱塞流
?流率： 此顯示設置的流率，單位為百分率(%)
-機臺模式
?段數： 此顯示設置的段數
?螺桿位置： 此顯示設置柱塞位置，單位為公厘(mm)
?速度： 此顯示設置的速度，單位為百分率(%)
?壓力： 此顯示設置的壓力，單位為百萬帕(Mpa)
6.VP 切換：
此為體積/壓力切換設定，根據選取項目的不同，單位也會有所不同。
這臺多組分MicroPower機型配有由螺桿-柱塞組成的兩級熱塑性塑料注射單元和由螺桿-柱塞組成的兩級LSR注射單元，以及集成式轉盤。轉盤攜帶產品在兩個射出單元之間往復旋轉。該機器也適用于潔凈室注射成型，其轉盤完全封裝。用于電加熱、溫度傳感器、水路、氣動抽芯裝置和傳感器以及吹氣閥的所有連接，都緊靠轉盤安裝，從而縮短了與模具的連接線路，提高了機器的用戶友好性。
