搜索渣漿泵蝸殼的三維建模設計
2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
李永志 來源:萬方數據
關鍵字:渣漿泵 蝸殼 三維建模 Solidworks
介紹了三維設計軟件Solidworks的主要特點,及如何運用三維設計軟件Soilworks對渣漿泵蝸殼進行三維建模。
1 引言
離心式渣漿泵是輸送含有固體顆粒介質的主要設備,廣泛用于冶金、煤炭、礦山、電力等行業(yè),在其運行過程中受到沖蝕磨損、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、腐蝕最為嚴重,其壽命也最短,且蝸殼失效多為設計不合理所致。蝸殼一旦失效,將嚴重影響整臺泵的運行狀況。因此,提高產品效率,延長產品的運行壽命,關鍵在于采用先進的現(xiàn)代化設計方法。近幾年來,隨著計算機計算能力和流體計算動力學的迅速發(fā)展,尤其是三維流動分析的使用,三維數值模擬應用越來越廣。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 三維設計軟件的特點
Solidworks是基于Windows平臺的三維機械設計軟件,它提倡三維軟件的易用性、高效性并具有強大的功能,主要特點:
(1)全Windows界面,操作簡單。Solidworks采用Windows界面,使軟件操作簡單易懂,讓熟悉Windows用戶可以迅速掌握。
(2)靈活的草圖繪制。將草圖經過拉伸、旋轉等操作,可以得到想要的三維模型。
(3)參數化特征造型。所有特征都具有參數化修改功能,便于設計中特征的修改。
(4)簡單的工程圖轉化過程。Solidworks可將三維模型自動轉化為二維工程圖,并可自動添加各種標注。
(5)方便的數據交換。Solidworks可方便的與CAD、proe、ANSYS等軟件實現(xiàn)數據交換。
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
設計的渣漿泵蝸殼,在結構上由4段圓弧面、兩側連接凸臺、出料口組成,具體結構如圖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截面的內端面可以用過同一截面旋轉切除而成,Ⅶ-Ⅶ、Ⅷ-Ⅸ、Ⅸ-X截面的內端面均需要兩個不同截面通過延特定曲線放樣切除生成。
圖1 具體結構圖
圖2 木模圖
3.2 渣漿泵蝸殼幾何造型設計
3.2.1 基體造型設計
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,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,基體命令,根據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)根據蝸殼出料截面的幾何尺寸,繪制草圖;
(6)利用旋轉凸臺/基體命令,把草圖旋轉360。生成出料口。其模型,如圖4所示。
3.2.2 外殼造型設計
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)根據蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導線。
(3)選擇右視面作為繪制草圖的平面。
(4)根據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 內腔造型設計
(1)I-Ⅶ端面內腔造型由內端面掃描切除生成。主要步驟:
①選擇前視面作為繪制草圖的平面;
②根據蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導線;
③選擇右視面作為繪制草圖的平面;
④根據蝸殼木模截面的幾何尺寸,繪制內端面;
⑤利用切除一掃描命令,生成I-Ⅶ端面內腔。
(2)Ⅶ一X端面內腔造型由內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根據蝸殼木模輪廓的幾何尺寸,繪制掃描引導線;
③選擇Ⅶ端面作為繪制草圖的平面;
④根據蝸殼木模Ⅶ端面截面的幾何尺寸,繪制內端面;
⑤選擇上視面作為繪制草圖的平面;
⑥根據蝸殼木模Ⅷ端面截面的幾何尺寸,繪制內端面;
⑦利用切除一放樣命令,生成Ⅶ-Ⅷ端面內腔;
⑧同理,利用切除一放樣命令可生成Ⅷ-X端面內腔。
圖4 內腔模型
4 結語
Solidworks軟件為渣漿泵的三維建模帶來了極大的方便,同時,可以把所建立的實體轉化為iges等格式,可直接用于有限元強度分析,為進一步展開對渣漿泵的研究工作提供了可靠保證。
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