搜索渣漿泵蝸殼的三維建模設(shè)計(jì)
2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
李永志 來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:渣漿泵 蝸殼 三維建模 Solidworks
介紹了三維設(shè)計(jì)軟件Solidworks的主要特點(diǎn),及如何運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件Soilworks對(duì)渣漿泵蝸殼進(jìn)行三維建模。
1 引言
離心式渣漿泵是輸送含有固體顆粒介質(zhì)的主要設(shè)備,廣泛用于冶金、煤炭、礦山、電力等行業(yè),在其運(yùn)行過程中受到?jīng)_蝕磨損、磨料磨損、表面疲勞磨損及氣蝕等諸多因素的影響。蝸殼作為渣漿泵的主要過流件之一,受壓力最大,磨損、腐蝕最為嚴(yán)重,其壽命也最短,且蝸殼失效多為設(shè)計(jì)不合理所致。蝸殼一旦失效,將嚴(yán)重影響整臺(tái)泵的運(yùn)行狀況。因此,提高產(chǎn)品效率,延長產(chǎn)品的運(yùn)行壽命,關(guān)鍵在于采用先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法。近幾年來,隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力和流體計(jì)算動(dòng)力學(xué)的迅速發(fā)展,尤其是三維流動(dòng)分析的使用,三維數(shù)值模擬應(yīng)用越來越廣。這里基于Solidworks的三維建模功能,研究渣漿泵蝸殼的三維建模方法。
2 三維設(shè)計(jì)軟件的特點(diǎn)
Solidworks是基于Windows平臺(tái)的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,它提倡三維軟件的易用性、高效性并具有強(qiáng)大的功能,主要特點(diǎn):
(1)全Windows界面,操作簡(jiǎn)單。Solidworks采用Windows界面,使軟件操作簡(jiǎn)單易懂,讓熟悉Windows用戶可以迅速掌握。
(2)靈活的草圖繪制。將草圖經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作,可以得到想要的三維模型。
(3)參數(shù)化特征造型。所有特征都具有參數(shù)化修改功能,便于設(shè)計(jì)中特征的修改。
(4)簡(jiǎn)單的工程圖轉(zhuǎn)化過程。Solidworks可將三維模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化為二維工程圖,并可自動(dòng)添加各種標(biāo)注。
(5)方便的數(shù)據(jù)交換。Solidworks可方便的與CAD、proe、ANSYS等軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
3 渣漿泵蝸殼三維建模
3.1 渣漿泵蝸殼幾何特性分析及建模策略
設(shè)計(jì)的渣漿泵蝸殼,在結(jié)構(gòu)上由4段圓弧面、兩側(cè)連接凸臺(tái)、出料口組成,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
其木模圖,如圖2所示。
由圖2可知,渣漿泵蝸殼的I一Ⅶ截面的內(nèi)端面可以用過同一截面旋轉(zhuǎn)切除而成,Ⅶ-Ⅶ、Ⅷ-Ⅸ、Ⅸ-X截面的內(nèi)端面均需要兩個(gè)不同截面通過延特定曲線放樣切除生成。
圖1 具體結(jié)構(gòu)圖
圖2 木模圖
3.2 渣漿泵蝸殼幾何造型設(shè)計(jì)
3.2.1 基體造型設(shè)計(jì)
蝸殼造型首先要繪制用于切除基體的草圖,草圖就是大于三維零件的截面輪廓圖。完成草圖后,使用拉伸凸臺(tái),基體命令,即可生成用于切除的基體。其模型,如圖3所示。操作步驟為:
圖3 出料口模型
(1)選擇右視面作為繪制草圖的平面;
(2)根據(jù)蝸殼圓弧面截面幾何尺寸,繪制可容納其截面圓形;
(3)利用拉伸凸臺(tái),基體命令,根據(jù)蝸殼的厚度把草圖拉伸;
(4)選擇前視面作為繪制草圖的平面;
(5)根據(jù)蝸殼出料截面的幾何尺寸,繪制草圖;
(6)利用旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體命令,把草圖旋轉(zhuǎn)360。生成出料口。其模型,如圖4所示。
3.2.2 外殼造型設(shè)計(jì)
外殼造型由外端面掃描切除生成,主要步驟如下:
(1)選擇前視面作為繪制草圖的平面。
(2)根據(jù)蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導(dǎo)線。
(3)選擇右視面作為繪制草圖的平面。
(4)根據(jù)蝸殼截面的幾何尺寸,繪制外端面。
(5)利用切除一掃描命令,生成外殼。
3.2.3 內(nèi)腔造型設(shè)計(jì)
(1)I-Ⅶ端面內(nèi)腔造型由內(nèi)端面掃描切除生成。主要步驟:
①選擇前視面作為繪制草圖的平面;
②根據(jù)蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導(dǎo)線;
③選擇右視面作為繪制草圖的平面;
④根據(jù)蝸殼木模截面的幾何尺寸,繪制內(nèi)端面;
⑤利用切除一掃描命令,生成I-Ⅶ端面內(nèi)腔。
(2)Ⅶ一X端面內(nèi)腔造型由內(nèi)端面放樣切除生成主要步驟:
①選擇前視面作為繪制草圖的平面;
②根據(jù)蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導(dǎo)線;
③選擇Ⅶ端面作為繪制草圖的平面;
④根據(jù)蝸殼木模Ⅶ端面截面的幾何尺寸,繪制內(nèi)端面;
⑤選擇上視面作為繪制草圖的平面;
⑥根據(jù)蝸殼木模Ⅷ端面截面的幾何尺寸,繪制內(nèi)端面;
⑦利用切除一放樣命令,生成Ⅶ-Ⅷ端面內(nèi)腔;
⑧同理,利用切除一放樣命令可生成Ⅷ-X端面內(nèi)腔。
圖4 內(nèi)腔模型
4 結(jié)語
Solidworks軟件為渣漿泵的三維建模帶來了極大的方便,同時(shí),可以把所建立的實(shí)體轉(zhuǎn)化為iges等格式,可直接用于有限元強(qiáng)度分析,為進(jìn)一步展開對(duì)渣漿泵的研究工作提供了可靠保證。
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