Análisis de resistencia y optimización de la estructura del cigüeñal de una bomba de pistón de potencia opuesta
Autores: Liu, Chuan; Wei, Xiuting; Yi, Zuyao; Li, Zhiqin; Zhu, Changhao; Ma, Ze
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de resistencia y optimización de la estructura del cigüeñal de una bomba de pistón de potencia opuesta
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Bomba de pistón de potencia opuesta
Análisis dinámico
Cigüeñal
Características estructurales
Principio de funcionamiento
Análisis estático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La bomba de pistón de potencia opuesta tiene las características de alta presión, gran caudal y alta eficiencia y ahorro de energía. Sin embargo, debido a la estructura especial de la bomba de pistón de potencia opuesta, los métodos teóricos existentes no pueden analizar su rendimiento dinámico. Por lo tanto, este artículo propone un método para analizar el extremo de potencia de la bomba de pistón de potencia opuesta. En primer lugar, de acuerdo con el principio de funcionamiento y las características estructurales de la bomba de émbolo tradicional, se analiza por analogía la estructura novedosa y compleja de la bomba de pistón de potencia opuesta, y se establece el modelo de análisis de fuerzas del cigüeñal. Se utiliza el modelo de análisis dinámico del programa Matlab para resolver la carga dinámica y el estrés en la sección durante el proceso de trabajo, y se obtiene la ley de variación de la carga del cigüeñal. Se seleccionan las 25 condiciones de trabajo más críticas para el análisis, y se obtienen la estación y sección más críticas del cigüeñal. Con la conexión entre ANSYS Workbench y Solidworks, el modelo se importa a ANSYS Workbench, la carga en el pasador del cigüeñal se carga mediante el flujo de comandos APDL, y se lleva a cabo el análisis estático del cigüeñal para obtener el estrés y la deformación del cigüeñal. Finalmente, se verifica la resistencia estática y la resistencia a la fatiga de la sección peligrosa, y se demuestra que la resistencia y rigidez del cigüeñal cumplen con los requisitos de diseño. Los resultados muestran que los resultados del análisis dinámico del cigüeñal bajo condiciones de trabajo críticas son consistentes con el análisis de elementos finitos, verificando la racionalidad del método y proporcionando una referencia para la mejora y el diseño optimizado del cigüeñal de la bomba de pistón de potencia opuesta.
Descripción
La bomba de pistón de potencia opuesta tiene las características de alta presión, gran caudal y alta eficiencia y ahorro de energía. Sin embargo, debido a la estructura especial de la bomba de pistón de potencia opuesta, los métodos teóricos existentes no pueden analizar su rendimiento dinámico. Por lo tanto, este artículo propone un método para analizar el extremo de potencia de la bomba de pistón de potencia opuesta. En primer lugar, de acuerdo con el principio de funcionamiento y las características estructurales de la bomba de émbolo tradicional, se analiza por analogía la estructura novedosa y compleja de la bomba de pistón de potencia opuesta, y se establece el modelo de análisis de fuerzas del cigüeñal. Se utiliza el modelo de análisis dinámico del programa Matlab para resolver la carga dinámica y el estrés en la sección durante el proceso de trabajo, y se obtiene la ley de variación de la carga del cigüeñal. Se seleccionan las 25 condiciones de trabajo más críticas para el análisis, y se obtienen la estación y sección más críticas del cigüeñal. Con la conexión entre ANSYS Workbench y Solidworks, el modelo se importa a ANSYS Workbench, la carga en el pasador del cigüeñal se carga mediante el flujo de comandos APDL, y se lleva a cabo el análisis estático del cigüeñal para obtener el estrés y la deformación del cigüeñal. Finalmente, se verifica la resistencia estática y la resistencia a la fatiga de la sección peligrosa, y se demuestra que la resistencia y rigidez del cigüeñal cumplen con los requisitos de diseño. Los resultados muestran que los resultados del análisis dinámico del cigüeñal bajo condiciones de trabajo críticas son consistentes con el análisis de elementos finitos, verificando la racionalidad del método y proporcionando una referencia para la mejora y el diseño optimizado del cigüeñal de la bomba de pistón de potencia opuesta.