基于虛擬樣機(jī)的小型隔膜真空泵動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

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1、設(shè)計(jì)Shej、i研、分析YaFenxiI-2?。年’第3?期’基于虛擬樣機(jī)的小型隔膜真空泵動(dòng)態(tài)特性分析高俊杰，郭躍輝，李銀霞(1．鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南鄭州450001；2．鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)部，河南鄭州450001)摘要：通過(guò)UG和ADAMS相結(jié)合，建立隔膜真空泵的虛擬樣機(jī)模型，對(duì)隔膜真空泵進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，快速準(zhǔn)確的得到隔膜真空泵的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，為隔膜真空泵的設(shè)計(jì)提供有效的理論基礎(chǔ)和方法，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和優(yōu)化隔膜真空泵提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：隔膜真空泵虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真中圖分類號(hào)：TH3；TH36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼iA文章編號(hào)i1002—6886(2014)03—

2、0051—04ExternalcharacteristicanalysisofsmalldiaphragmvacuumpumpbasedonvirtualprototypeGAOJunjie，GUOYuehui，LIYinxiaAbstract：ThepaperbuildsvirtualprototypemodelofdiaphragmvacuumpumpthroughthecombinationofUGandAD—AMS，andsimulatesitsdynamicsandkinematicstoobtainthetechnicalparametersofdiaphragmvacuumpu

3、mp，whichthusprovidesvalidtheoreticalbasisandmethodsforefectivedesign，furtherdevelopmentandoptimizationofdiaphragmvacuumpump·Keywords：diaphragmvacuumpump；virtualprototypemodel；dynamicsandkinematics；simulation擬樣機(jī)模型，并對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的0引言仿真分析。將CAE技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，是1真空隔膜泵的結(jié)構(gòu)和工作原理將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種表現(xiàn)形式。在各種CAE技術(shù)

4、中，虛擬樣機(jī)(VirtualPrototype)技術(shù)是計(jì)隔膜真空泵的結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示。隔膜真算機(jī)輔助工程的一個(gè)分支，它是人們開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，空泵的工作原理：主驅(qū)動(dòng)為電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)曲在概念設(shè)計(jì)階段，通過(guò)學(xué)科理論和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，對(duì)設(shè)柄滑塊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成內(nèi)部的隔膜做往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)，計(jì)階段的產(chǎn)品進(jìn)行虛擬性能測(cè)試，達(dá)到提高設(shè)計(jì)性從而壓縮、拉伸泵腔內(nèi)的空氣形成真空，在抽氣口處能、降低設(shè)計(jì)成本減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間的目的J。與外界大氣壓產(chǎn)生壓力差，在壓力差的作用下，將氣隔膜真空泵，是近年來(lái)發(fā)展比較迅速的抽真空體吸入泵腔，再?gòu)呐艢饪谂懦?，達(dá)到抽真空的目的。設(shè)備。它以產(chǎn)品占用空間小、設(shè)計(jì)先進(jìn)、工作效率隔膜真空泵無(wú)

5、需任何工作介質(zhì)，不產(chǎn)生任何污高、耐腐蝕性高和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)而深受用戶歡染，并且在氣體交換倉(cāng)內(nèi)有過(guò)濾材料，從而保證空氣迎。隔膜真空泵主要應(yīng)用于醫(yī)療醫(yī)藥產(chǎn)品分析、精的潔凈度；由于生產(chǎn)過(guò)程中采用新技術(shù)和新材料，它細(xì)化工、生化制藥、食品檢驗(yàn)、公安刑偵技術(shù)等領(lǐng)域，具有移動(dòng)方便，工作流暢，從而能保證有理想的真空是為其精密色譜儀器配套的產(chǎn)品，也是實(shí)驗(yàn)室必備度和較高的排氣量；無(wú)摩擦的膜片運(yùn)動(dòng)，膜片無(wú)摩的裝備之一。擦，對(duì)膜片無(wú)損耗；采用特殊處理的膜片，工作壽命本文以CAD軟件建立隔膜真空泵三維模型，用長(zhǎng)，連續(xù)工作能達(dá)3600h，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和嚴(yán)謹(jǐn)機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立隔膜真空泵的虛的結(jié)構(gòu)布局，使

6、隔膜真空泵整體的運(yùn)行更穩(wěn)定、可觀弋欣IⅪMo徹de捌rn靠，從而保證真正的高效率和低成本運(yùn)行?，F(xiàn)樣機(jī)潛在的問(wèn)題，從而在制造樣機(jī)的過(guò)程中加以改正；能縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期40％～70％，節(jié)約大量璽12345的時(shí)間和研發(fā)成本。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，有時(shí)只需箍。投入傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式10％的費(fèi)用，就可以達(dá)到傳統(tǒng)設(shè)缸體＼、4一／t計(jì)方式90％的目標(biāo)。圖1隔膜真空泵結(jié)構(gòu)及原理圖3隔膜泵運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真及結(jié)果分析通過(guò)仿真分析，可以直接測(cè)量實(shí)體的位移、速度、2真空隔膜泵虛擬樣機(jī)模型的建立加速度、角速度、角加速度、動(dòng)能、動(dòng)量、轉(zhuǎn)矩等物理量，通過(guò)CAD軟件UG建立整體隔膜真空泵三維也可以自定義測(cè)量各個(gè)對(duì)象。利用ADAMS的

7、postpro—模型，經(jīng)過(guò)裝配和零件干涉檢查沒(méi)問(wèn)題后，導(dǎo)出Pa．ce88模塊，可以進(jìn)行四種處理：繪制曲線(pohing)、仿真rasolid格式文件，再導(dǎo)入到ADAMS里面，實(shí)現(xiàn)二者動(dòng)畫(Animation)、報(bào)表(report)和三維曲線(3Dpolt—數(shù)據(jù)連接。通過(guò)轉(zhuǎn)換，可建立虛擬樣機(jī)模型，并根據(jù)ing)。在仿真中，可以在仿真的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，更直模型對(duì)應(yīng)的添加相應(yīng)零部件的屬性、運(yùn)動(dòng)副、約束以觀的分析數(shù)據(jù)