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對置式ATOS阿托斯柱塞泵動力性能分析
ATOS柱塞泵作為高壓高效的泵類機械,在石油開采、化學(xué)工業(yè)、城市供水等需要高壓力的場合有著不可替代的作用。不同應(yīng)用場合有不同的排出壓力和排出流量要求,在選擇、設(shè)計、檢測ATOS柱塞泵時,缺乏一個通用的ATOS柱塞泵性能分析軟件,因此開發(fā)一個綜合性的ATOS柱塞泵性能分析程序是非常必要的。

對置式ATOS阿托斯柱塞泵動力性能分析
ATOS柱塞泵運轉(zhuǎn)過程中,運動部件的不平衡質(zhì)量會給設(shè)備造成額外的擾力(矩),分析計算擾力(矩)對ATOS柱塞泵安裝基礎(chǔ)設(shè)計以及安全運行具有重要意義。在對ATOS柱塞泵進行運動分析和動力分析的基礎(chǔ)上,基于MATLAB/GUI軟件開發(fā)了可視化的ATOS柱塞泵性能分析界面,主要研究內(nèi)容如下:對ATOS柱塞泵進行運動分析。ATOS柱塞泵的主運動機構(gòu)為曲柄滑塊機構(gòu),曲軸的偏心矩即曲柄半徑,采用機械原理推導(dǎo)ATOS柱塞泵運動參數(shù)計算公式,根據(jù)柱塞在泵運轉(zhuǎn)過程中的運動形態(tài),分析ATOS柱塞泵的流量脈動、流量損失等參數(shù),同時分析ATOS柱塞泵的連桿比對柱塞運動的影響規(guī)律。對ATOS柱塞泵的主要零部件進行受力分析。對ATOS柱塞泵曲柄滑塊機構(gòu)中的曲軸、曲柄、連桿以及介桿進行受力分析,得到連桿、介桿、柱塞的受力計算公式以及連桿的擺角速度、角加速度的計算公式。通過對ATOS柱塞泵整個系統(tǒng)的動力學(xué)計算,得到ATOS柱塞泵的曲軸在工作時的受力情況。分析ATOS柱塞泵的擾力以及擾力矩。對ATOS柱塞泵的擾力以及擾力矩產(chǎn)生的原因進行歸納總結(jié),對典型的三缸單作用ATOS柱塞泵和5DW型(五對置)高壓對置式ATOS柱塞泵進行擾力分析,總結(jié)得到多缸對置ATOS柱塞泵和多缸非對置ATOS柱塞泵的擾力計算通式,利用MATLAB分析擾力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。通過對ATOS柱塞泵擾力的分析,總結(jié)出減小擾力的方法。開發(fā)ATOS柱塞泵性能分析可視化界面。在Windows平臺上基于MATLAB的GUI開發(fā)環(huán)境,建立ATOS柱塞泵運動學(xué)、動力學(xué)、擾力(矩)分析程序,對本課題所研究的5DW高壓對置式ATOS柱塞泵進行整體性能的分析。對于存在性能退化的系統(tǒng),以性能指標(biāo)作為評價可靠度的判據(jù)具有實際的工程意義。基于系統(tǒng)組元退化的機理及性能退化的過程,闡述ATOS柱塞泵的性能可靠性分析方法,該方法綜合路徑追跡法注重性能退化機理和圖解分析法注重退化過程的優(yōu)點。根據(jù)ATOS柱塞泵的流量響應(yīng)面,對影響ATOS柱塞泵流量的組元參數(shù)及其退化路徑進行分析。受內(nèi)因(設(shè)計參數(shù))和外因(環(huán)境、負(fù)載)不確定性影響,ATOS柱塞泵組元的退化路徑具有隨機性,這也導(dǎo)致作為ATOS柱塞泵性能可靠性判據(jù)的流量特性的退化具有隨機性。根據(jù)ATOS柱塞泵性能可靠性判據(jù)和集理論,給出ATOS柱塞泵性能可靠性的解析方法,并基于一種高效的Monte-Carlo仿真方法得到ATOS柱塞泵的性能可靠度的累計分布函數(shù)曲線。

對置式ATOS阿托斯柱塞泵動力性能分析
提出的ATOS柱塞泵性能可靠性分析方法以性能為判據(jù),綜合內(nèi)外因素對組元退化軌跡的影響,并考慮到了性能退化的隨機性,能夠克服傳統(tǒng)基于二元邏輯的可靠性分析方法的不足,可以推廣應(yīng)用于其他存在性能退化的復(fù)雜系統(tǒng)中。