Phương pháp dựa trên CAD tham số cho việc mô hình hóa và mô phỏng các máy bơm hút chân không

Springer Science and Business Media LLC - Tập 30 - Trang 3253-3263 - 2016
Francesco Gherardini1, Barbara Zardin1, Francesco Leali1
1Department of Engineering “Enzo Ferrari”, University of Modena and Reggio Emilia, Modena, Italy

Tóm tắt

Chúng tôi trình bày một phương pháp thiết kế dựa trên CAD tham số hiệu quả và dễ sử dụng cho mô tả đồ họa của các máy bơm hút chân không, khai thác phần mềm CAD tham số thương mại và giao diện được tùy chỉnh. Một module thực thi mô phỏng chuyển động của các thành phần máy, phân tích hình học của máy, và tự động suy diễn dữ liệu hình học từ mô hình CAD 3D, tạo ra các tệp dữ liệu có thể được sử dụng trực tiếp cho các phân tích động lực học chất lỏng tiếp theo. Phương pháp đồ họa hỗ trợ việc điều tra hiệu suất của máy và khám phá các biến thể thiết kế tối ưu. Phương pháp đã được áp dụng cho ba trường hợp thử nghiệm công nghiệp: Một máy bơm răng ngoài, một máy bơm pít-tông trục và một máy bơm gerotor. Một nghiên cứu trường hợp hoàn chỉnh tập trung vào máy bơm răng ngoài được đưa ra, cũng như các kết quả từ hai loại máy còn lại được tóm tắt. Chúng tôi xác thực phương pháp dựa trên CAD bằng cách so sánh dữ liệu thu được với dữ liệu đến từ việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại nhất.

Từ khóa

#máy bơm hút chân không #CAD tham số #mô hình hóa #mô phỏng #phân tích động lực học chất lỏng #thiết kế tối ưu

Tài liệu tham khảo

A. Vacca and M. Guidetti, Modelling and experimental validation of external spur gear machines for fluid power applications, Simul. Model. Pract. Theory, 19 (2011) 2007–2031. B. Zardin and M. Borghi, Modelling and simulation of external gear pumps and motors, Proc. of 5th FPNI PhD Symposyum, 1–5 July 2008, Kracow, Poland (2008). M. Borghi, F. Paltrinieri, M. Milani and B. Zardin, Pressure transients in external gear pumps and motors meshing volumes, SAE Technical Paper 2005-01-3619 (2005) doi:10. 4271/2005-01-3619. J. Zhou, A. Vacca and P. Casoli, A novel approach for predicting the operation of external gear pumps under cavitating conditions, Simul. Model. Pract. Theory, 45 (2014) 35–49. M. Borghi, E. Specchia, B. Zardin and E. Corradini, The critical speed of slipper bearings in axial piston swash plate type pumps and motors, Proc. of the ASME 2009 Dynamic Systems and Control Conference, Hollywood, California, USA (2009) 267–274. M. Ivantysynova and J. Baker, Power loss in the lubricating gap between cylinder block and valve plate of swash plate type axial piston machines, Int. J. Fluid Power, 10 (2009) 29–43. M. Borghi, E. Specchia and B. Zardin, Numerical analysis of the dynamic behaviour of axial piston pumps and motors slipper bearings, SAE Int. J. Passenger Cars — Mech. Syst., 2 (1) (2009) 1285–1302. D. Campo, R. Castilla, G. A. Raush, P. J. Gamez-Montero and E. Codina, Numerical analysis of external gear pumps including cavitation, ASME Trans. J. Fluids Eng., 134 (8) (2012) (081105) 1–12. M. Borghi, M. Milani, F. Paltrinieri and B. Zardin, Studying the axial balance of external gear pumps, Proc. of SAE 2005 Commercial Vehicle Engineering Congress and Exhibition, 1–3 November 2005, Chicago, Illinois, USA (2005). S. Dhar and A. Vacca, A novel CFD–Axial motion coupled model for the axial balance of lateral bushings in external gear machines, Simul. Model. Pract. Theory, 26 (2012) 60–76. R. S. Devendran and A. Vacca, Optimal design of gear pumps for exhaust gas aftertreatment applications, Simul. Model. Pract. Theory, 38 (2013) 1–19. J-H. Shin, Computational study on dynamic pressure in a swash-plate axial piston pump connected to a hydraulic line with an end resistance, JMST, 29 (6) (2015) 2381–2390. F. Grasselli, M. Milani, L. Montorsi and F. Paltrinieri, Modeling the axial balancing mechanism of orbit annular hydraulic machines, J. Energy Power Eng., 7 (2013) 1946–1956. G. Carconi, C. D’Arcano, N. Nervegna and M. Rundo, Geometric features of gerotor pumps — Analytic vs CAD methods, Johnston and Plummer (Eds.), Fluid Power and Motion Control — FPMC 2012, ASME, University of Bath, UK (2012) 59–78. M. Ivantysynova, C. Huang and S. Christiansen, Computer aided valve plate design — An effective way to reduce noise, SAE Technical Paper, 2004-01-2621 (2004). S.-Y. Jung, S.-M. Han, H.-Y. Cho and C. Kim, Automated design system for a rotor with an ellipse lobe profile, JMST, 23 (11) (2009) 2928–2937. M. Fabiani, S. Manco', N. Nervegna and M. Rundo, Modelling and simulation of gerotor gearing in lubricating oil pumps, SAE Trans., 108 (3) (1999) 989–1003.