隔膜泵隔膜設計基本理論及制造

隔膜泵隔膜設計基本理論及制造
   隔膜泵的關鍵技術主要是隔膜設計基本理論及制造。隔膜設計基本理論及制造技術由隔膜的幾何尺寸、隔膜的受力狀態(tài)控制、隔膜的材質三部分組成。顯然，隔膜泵隔膜的技術涉及學科很多。在設計方面，有隔膜材料的力學性能計算、實驗測試，隔膜的受力狀態(tài)的監(jiān)測、檢測，隔膜泵隔膜與活塞之間的油量液壓調整，PLC對檢測傳感器、液壓元件的程序控制。在制造方面，有隔膜的材質配方及制造工藝、檢測傳感器的精度及可靠性、液壓元件的精度及可靠性。無論是設計、制造、元器件的選型，均影響隔膜的使用壽命，從技術角度而言，難度及復雜性都是很高的。
在隔膜泵隔膜幾何尺寸方面:
    傳統隔膜泵多采用平板隔膜，由于工作壓力、流量等工況的要求，平板隔膜的徑向尺寸過大，導致隔膜泵的整體外型結構過于龐大，產品笨重且加工、運輸難度大。結合浙江省重點科研項目的工程實例，采用U型隔膜。U型隔膜能夠實現較大范圍的撓曲變形，且外形尺寸較平板隔膜小，但對U型隔膜的變形理論及工程設計方法尚無依據。本文借助有限元軟件對U型隔膜的節(jié)點變形位移進行模擬分析，推導出U型隔膜的撓曲變形公式及隔膜容腔計算公式，總結U型隔膜及其容腔的變化規(guī)律與工程設計方法。
在隔膜泵隔膜受力狀態(tài)方面:
    傳統平板隔膜在前后撓曲變形工作過程中，由于彎曲和拉伸，隔膜除承受徑向和周向正應力之外，還承受徑向剪應力，且在邊緣處大，即出現應力集中。而U型隔膜在其工作過程中的應力分布大小的計算及其結構優(yōu)化方法尚為空白.本文利用有限元的應力分析模塊對U型隔膜的計算模型進行求解，得出不同工況下U型隔膜的應力分布，并根據有限元的優(yōu)化準則與設計基本原理對U型隔膜模型進行結構優(yōu)化，得出更合理的隔膜結構形狀，使隔膜在工作過程中應力接近均勻分布。

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