搜索渣浆泵蜗壳的三维建模设计
2013-05-16 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线
李永志 来源:万方数据
关键字:渣浆泵 蜗壳 三维建模 Solidworks
介绍了三维设计软件Solidworks的主要特点,及如何运用三维设计软件Soilworks对渣浆泵蜗壳进行三维建模。
1 引言
离心式渣浆泵是输送含有固体颗粒介质的主要设备,广泛用于冶金、煤炭、矿山、电力等行业,在其运行过程中受到冲蚀磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损及气蚀等诸多因素的影响。蜗壳作为渣浆泵的主要过流件之一,受压力最大,磨损、腐蚀最为严重,其寿命也最短,且蜗壳失效多为设计不合理所致。蜗壳一旦失效,将严重影响整台泵的运行状况。因此,提高产品效率,延长产品的运行寿命,关键在于采用先进的现代化设计方法。近几年来,随着计算机计算能力和流体计算动力学的迅速发展,尤其是三维流动分析的使用,三维数值模拟应用越来越广。这里基于Solidworks的三维建模功能,研究渣浆泵蜗壳的三维建模方法。
2 三维设计软件的特点
Solidworks是基于Windows平台的三维机械设计软件,它提倡三维软件的易用性、高效性并具有强大的功能,主要特点:
(1)全Windows界面,操作简单。Solidworks采用Windows界面,使软件操作简单易懂,让熟悉Windows用户可以迅速掌握。
(2)灵活的草图绘制。将草图经过拉伸、旋转等操作,可以得到想要的三维模型。
(3)参数化特征造型。所有特征都具有参数化修改功能,便于设计中特征的修改。
(4)简单的工程图转化过程。Solidworks可将三维模型自动转化为二维工程图,并可自动添加各种标注。
(5)方便的数据交换。Solidworks可方便的与CAD、proe、ANSYS等软件实现数据交换。
3 渣浆泵蜗壳三维建模
3.1 渣浆泵蜗壳几何特性分析及建模策略
设计的渣浆泵蜗壳,在结构上由4段圆弧面、两侧连接凸台、出料口组成,具体结构如图1所示。
其木模图,如图2所示。
由图2可知,渣浆泵蜗壳的I一Ⅶ截面的内端面可以用过同一截面旋转切除而成,Ⅶ-Ⅶ、Ⅷ-Ⅸ、Ⅸ-X截面的内端面均需要两个不同截面通过延特定曲线放样切除生成。
图1 具体结构图
图2 木模图
3.2 渣浆泵蜗壳几何造型设计
3.2.1 基体造型设计
蜗壳造型首先要绘制用于切除基体的草图,草图就是大于三维零件的截面轮廓图。完成草图后,使用拉伸凸台,基体命令,即可生成用于切除的基体。其模型,如图3所示。操作步骤为:
图3 出料口模型
(1)选择右视面作为绘制草图的平面;
(2)根据蜗壳圆弧面截面几何尺寸,绘制可容纳其截面圆形;
(3)利用拉伸凸台,基体命令,根据蜗壳的厚度把草图拉伸;
(4)选择前视面作为绘制草图的平面;
(5)根据蜗壳出料截面的几何尺寸,绘制草图;
(6)利用旋转凸台/基体命令,把草图旋转360。生成出料口。其模型,如图4所示。
3.2.2 外壳造型设计
外壳造型由外端面扫描切除生成,主要步骤如下:
(1)选择前视面作为绘制草图的平面。
(2)根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸,绘制扫描引导线。
(3)选择右视面作为绘制草图的平面。
(4)根据蜗壳截面的几何尺寸,绘制外端面。
(5)利用切除一扫描命令,生成外壳。
3.2.3 内腔造型设计
(1)I-Ⅶ端面内腔造型由内端面扫描切除生成。主要步骤:
①选择前视面作为绘制草图的平面;
②根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸,绘制扫描引导线;
③选择右视面作为绘制草图的平面;
④根据蜗壳木模截面的几何尺寸,绘制内端面;
⑤利用切除一扫描命令,生成I-Ⅶ端面内腔。
(2)Ⅶ一X端面内腔造型由内端面放样切除生成主要步骤:
①选择前视面作为绘制草图的平面;
②根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸,绘制扫描引导线;
③选择Ⅶ端面作为绘制草图的平面;
④根据蜗壳木模Ⅶ端面截面的几何尺寸,绘制内端面;
⑤选择上视面作为绘制草图的平面;
⑥根据蜗壳木模Ⅷ端面截面的几何尺寸,绘制内端面;
⑦利用切除一放样命令,生成Ⅶ-Ⅷ端面内腔;
⑧同理,利用切除一放样命令可生成Ⅷ-X端面内腔。
图4 内腔模型
4 结语
Solidworks软件为渣浆泵的三维建模带来了极大的方便,同时,可以把所建立的实体转化为iges等格式,可直接用于有限元强度分析,为进一步展开对渣浆泵的研究工作提供了可靠保证。
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