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渐开线转子型线的参数化与最优化研究 被引量：23
1
作者 李玉龙 冉光泽 张宸赫 《成都大学学报（自然科学版）》 2017年第4期398-401,共4页
为实现罗茨泵渐开线转子副的造型参数化与尺寸最优化,基于渐开线的成形原理,从几何关系、理论型线、取值范围、实际型线和参数化模型等方面,给出实际型线的全参数化坐标方程与3D模型的构建方法;以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副... 为实现罗茨泵渐开线转子副的造型参数化与尺寸最优化,基于渐开线的成形原理,从几何关系、理论型线、取值范围、实际型线和参数化模型等方面,给出实际型线的全参数化坐标方程与3D模型的构建方法;以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析.结果表明,峰圆弧与谷圆弧仅为型线的过渡曲线,并不参与啮合运动;三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,4阶的多项式拟合能满足设计要求;实例参数下,105 mm节圆半径和1.367形状系数的优化结果,说明转子尺寸优选的必要性. 展开更多
关键词 罗茨泵 渐开线转子 造型参数化 容积利用系数 设计最优化
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空天用泵轻量化的齿廓逆向设计方法及高形技术 被引量：13
2
作者 刘萍 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第7期33-37,共5页
为进一步提升空天用齿轮泵的容积效率及其轻量化.在现有渐开线齿廓的基础上,基于少齿数无根切加工方法,采用先极限后高形、先间接参数后基本参数的齿廓逆向设计方法,将高形齿廓分为高形无啮合、双齿啮合、单齿啮合的3大区域,并给出相应... 为进一步提升空天用齿轮泵的容积效率及其轻量化.在现有渐开线齿廓的基础上,基于少齿数无根切加工方法,采用先极限后高形、先间接参数后基本参数的齿廓逆向设计方法,将高形齿廓分为高形无啮合、双齿啮合、单齿啮合的3大区域,并给出相应的参数化坐标方程;针对齿顶角2°、重合度1.1、齿数8的案例参数,展开极限转子、高形转子的形状系数和容积利用系数的计算与比较;且就高形齿廓的无啮合过渡曲线,给出了相应的改进措施.结果表明:极限齿轮的节圆压力角、齿顶压力角、形状系数、容积利用系数分别为23.37°,40.83°,1.213,0.391;高形齿轮的则为23.37°,44.33°,1.283,0.447,容积利用系数增效14.32%;高形无啮合齿廓、高形点与对偶转子上的基点、过渡曲线均会发生、可能发生干涉,提出避让用过渡圆弧的新方案,既能避免干涉又能简化加工.研究为其它泵类转子的轻量化设计,提供一种逆向的设计方法及进一步的高形技术. 展开更多
关键词 齿轮泵 渐开线齿廓 极限齿轮 高形齿轮 形状系数 容积利用系数 节圆半径
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转子泵容积利用系数的通用计算模型 被引量：14
3
作者 李玉龙 臧勇 +1 位作者 赵岩 李秀荣 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期116-121,共6页
为构建适用于各类外啮合转子泵容积利用系数的通用计算模型,首先,针对能减少径向泄漏的一类宽顶转子,给出通用轮廓构造和关于瞬心半径的轮廓方程;其次,基于一对结构与尺寸完全相同的转子副,通过分析其处于最小余隙位置的几何关系,逐步... 为构建适用于各类外啮合转子泵容积利用系数的通用计算模型,首先,针对能减少径向泄漏的一类宽顶转子,给出通用轮廓构造和关于瞬心半径的轮廓方程;其次,基于一对结构与尺寸完全相同的转子副,通过分析其处于最小余隙位置的几何关系,逐步推导出共轭截面积、容积利用系数关于瞬心半径的精确计算公式;最后,以摆线转子进行实例验证.结果表明:有效截面积由转子自身固有截面积和最小余隙附加截面积2部分构成,也可分为占比很小的动态共轭截面积和占比很大的静态节圆截面积,其中,瞬心半径是影响共轭截面积的唯一因素.叶数、起始法向角和叶顶角是影响有效容积利用系数的3个独立参数:叶数越大,有效容积利用系数越小;起始法向角越大,有效容积利用系数越大;叶顶角越大,有效容积利用系数越小.叶顶角对有效容积利用系数的影响很小,有利于降低径向泄漏.有效容积利用系数的通用计算模型为转子泵的进一步研究提供了理论基础. 展开更多
关键词 泵 转子 容积利用系数 形状系数 附加截面积 共轭截面积 瞬心半径
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泵用圆弧转子造型与尺寸的参数化与最优化研究 被引量：14
4
作者 李玉龙 张宸赫 冉光泽 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第12期146-149,共4页
为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径... 为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径比为约束函数,构建优化模型和实例分析。结果表明,峰圆弧与谷圆弧转子的两类型线,经三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,3阶的多项式拟合足能满足设计要求;实例参数下103 mm节圆半径和1. 394 4形状系数的优化结果,说明转子尺寸存在优选的必要性。为泵用其它型线的转子提供了一种全参数的优化设计方法。 展开更多
关键词 罗茨泵 圆弧转子 造型参数化 容积利用系数 设计最优化
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平-凸罗茨转子的高形化及轻量化研究 被引量：10
5
作者 刘萍 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期400-404,共5页
为充分利用平凸共轭的轮廓质量和克服低容积利用系数的不足,提高了一种顶直的、高形的平凸工作轮廓。先后从高形构造、顶直工作轮廓、高形避让轮廓、最大形状系数等四方面,逐步展开容积利用系数所涉及公式的推导。结果表明:直谷转子的... 为充分利用平凸共轭的轮廓质量和克服低容积利用系数的不足,提高了一种顶直的、高形的平凸工作轮廓。先后从高形构造、顶直工作轮廓、高形避让轮廓、最大形状系数等四方面,逐步展开容积利用系数所涉及公式的推导。结果表明:直谷转子的形状系数为2叶、3叶、4叶的1.293、1.134、1.0761;容积利用系数为0.3748、0.1873、0.0973,仅限于2叶使用。顶直转子的形状系数为1.333、1.310、1.277;容积利用系数为0.4233、0.4013、0.3722,容积利用系数增效为12.94%、114.3%、282.5%。高形转子(τ=2°)的形状系数分别为1.413、1.396、1.370;容积利用系数为0.4865、0.4732、0.4549,容积利用系数再增效14.39%、17.92%、22.22%。高形转子的叶数敏感度低,利于多叶应用以提高脉动质量;高形角对高形系数具有负线形相关;重心明显偏向根部,利于提高转子系统的动不平衡性能。高形圆弧、平-凸共轭轮廓降低了径向和共轭泄漏;转子形状系数采用最大值,提高了容积利用系数,二者共同实现了泵的轻量化。为转子泵的进一步研究提供了基础理论。 展开更多
关键词 泵 高形转子 最大形状系数 容积利用系数 工作轮廓 避让轮廓
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罗茨转子轮廓的柔性构造及其性能参数的简约公式 被引量：4
6
作者 李玉龙 赵宏顺 +3 位作者 刘萍 范钧 宋安然 赵岩 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期268-272,共5页
为实现罗茨转子轮廓构造及其性能表达方面的通用性和高效率,提出由节圆外、内的任意型式过渡轮廓与任意类型共轭轮廓组成的"柔性"构造方法,由节圆内共轭轮廓上不出现角点干涉的几何条件确定出基础形状系数的取值上限,并以基... 为实现罗茨转子轮廓构造及其性能表达方面的通用性和高效率,提出由节圆外、内的任意型式过渡轮廓与任意类型共轭轮廓组成的"柔性"构造方法,由节圆内共轭轮廓上不出现角点干涉的几何条件确定出基础形状系数的取值上限,并以基础形状系数、半叶顶角和叶数为独立变量,由顶点与配对转子节圆内共轭轮廓起点重合的几何关系确定出柔性形状系数,进而由前期研究成果的进一步推导,得出容积利用系数和流量脉动系数的简约公式。结果表明容积利用系数和流量脉动系数公式仅与共轭轮廓的类型及基础、柔性形状系数有关。并得出共轭轮廓类型的影响较小,类型系数统一采用0.05的容积利用系数简约误差小于3%的重要结论。 展开更多
关键词 罗茨转子 形状系数 共轭轮廓 过渡轮廓 柔性构造 容积利用系数 流量脉动系数
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泵用新抛物线转子的型线研究与轻量化设计 被引量：4
7
作者 李玉龙 刘萍 +2 位作者 臧勇 范钧 陈莹 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期969-973,共5页
为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的... 为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析。结果表明:抛物线转子因更大的综合曲率半径和较小的顶部几何特征,既能降低共轭泄漏,又能缓解转子动不平衡,最大形状系数为2叶的1.4871,3叶的1.3865,4叶的1.3159;非1.3865最大形状系数的1.367最优值,说明转子尺寸须优化。 展开更多
关键词 罗茨泵 抛物线转子 形状系数 容积利用系数 优化设计
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渐开线转子密封用宽顶的型线构造研究 被引量：4
8
作者 李玉龙 刘萍 +2 位作者 臧勇 范钧 陈莹 《机械传动》 北大核心 2019年第7期172-176,共5页
为实现渐开线转子的高性能设计,基于4种可能的顶结构,从型线参数化、形状系数上限、容积利用系数、尺寸优化等7个方面,构建转子的高性能型线。然后,以转子轻量化为目标,构建优化模型。最后就闭气现象,给出型线上的创新方法。结果表明,... 为实现渐开线转子的高性能设计,基于4种可能的顶结构,从型线参数化、形状系数上限、容积利用系数、尺寸优化等7个方面,构建转子的高性能型线。然后,以转子轻量化为目标,构建优化模型。最后就闭气现象,给出型线上的创新方法。结果表明,顶宽兼顾了容积利用系数和圆弧密封长度最大化的高性能需求;谷避让圆弧能有效消除闭气现象,降低加工成本;形状系数和容积利用系数与顶半角具有近似的负线形相关等。为其他类型线的顶宽结构,提供一种优化设计与全参数造型的方法。 展开更多
关键词 罗茨泵 密封用宽顶 渐开线转子 型线优化 容积利用系数 型线构造
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罗茨转子双曲线轮廓构造的探索与分析 被引量：2
9
作者 李玉龙 李秀荣 +2 位作者 赵岩 臧勇 刘萍 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期942-946,共5页
为挖掘和提升双曲线在罗茨转子方面的应用性能,先后从双曲线转子轮廓、参数化轮廓方程、极限取值、高形提升等四方面内容,展开双曲线在罗茨转子中的应用研究,并与常见渐开线、圆弧转子就动不平衡、轻量化、脉动等性能进行比较分析。结... 为挖掘和提升双曲线在罗茨转子方面的应用性能,先后从双曲线转子轮廓、参数化轮廓方程、极限取值、高形提升等四方面内容,展开双曲线在罗茨转子中的应用研究,并与常见渐开线、圆弧转子就动不平衡、轻量化、脉动等性能进行比较分析。结果表明:高形双曲线的转子质心系数为圆弧、渐开线转子的91.7%、93.4%,距轴心更近,利于提高转子泵的动不平衡性能;容积利用系数为圆弧、渐开线转子的105.3%、106.7%,结合更小的内泄漏,利于提高转子泵的轻量化性能;脉动系数为圆弧、渐开线转子的93.4%、94.9%,利于提高转子泵的流体质量;不过,极限形状系数为圆弧、渐开线转子的96.1%、96.9%。得出高形双曲线为一款适宜的非接触转子轮廓。 展开更多
关键词 罗茨泵 极限形状系数 高形双曲线 质心系数 容积利用系数 内泄漏 脉动系数
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高浓度CO_(2)气氛下白云石强化煅烧工艺研究 被引量：1
10
作者 刘川浩 蒋滨繁 夏德宏 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期73-78,共6页
CO_(2)循环煅烧白云石是具有前景的低碳炼镁新工艺。为研究新工艺下高浓度(摩尔分数)CO_(2)氛围中白云石强化煅烧措施,文中根据煅烧理论,建立了基于双环缩核的白云石煅烧反应动力学模型;计算分析了白云石分解过程传热传质和化学反应动... CO_(2)循环煅烧白云石是具有前景的低碳炼镁新工艺。为研究新工艺下高浓度(摩尔分数)CO_(2)氛围中白云石强化煅烧措施,文中根据煅烧理论,建立了基于双环缩核的白云石煅烧反应动力学模型;计算分析了白云石分解过程传热传质和化学反应动力学的耦合特征,剖析了CO_(2)分压、温度和炉内总压等因素对单个白云石矿料分解动力学特征的影响;进一步考虑竖窑煅烧过程矿料粒径分布和矿料温度均匀性,研究不同炉内总压、温度、颗粒粒径等因素对竖炉容积利用系数的影响规律。结果表明:温度一定时,总压提高可强化热气流与矿料间的传热,促进白云石煅烧。通过合理调控煅烧过程温度和压力可有效提高新工艺的容积利用系数,最高可达0.9671 t/(m^(3)·h)。 展开更多
关键词 白云石 缩核模型 富CO_(2)煅烧 化学反应动力学 容积利用系数
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