隔膜泵隔膜设计基本理论及制造

隔膜泵隔膜设计基本理论及制造
   隔膜泵的关键技术主要是隔膜设计基本理论及制造。隔膜设计基本理论及制造技术由隔膜的几何尺寸、隔膜的受力状态控制、隔膜的材质三部分组成。显然，隔膜泵隔膜的技术涉及学科很多。在设计方面，有隔膜材料的力学性能计算、实验测试，隔膜的受力状态的监测、检测，隔膜泵隔膜与活塞之间的油量液压调整，PLC对检测传感器、液压元件的程序控制。在制造方面，有隔膜的材质配方及制造工艺、检测传感器的精度及可靠性、液压元件的精度及可靠性。无论是设计、制造、元器件的选型，均影响隔膜的使用寿命，从技术角度而言，难度及复杂性都是很高的。
在隔膜泵隔膜几何尺寸方面:
    传统隔膜泵多采用平板隔膜，由于工作压力、流量等工况的要求，平板隔膜的径向尺寸过大，导致隔膜泵的整体外型结构过于庞大，产品笨重且加工、运输难度大。结合浙江省重点科研项目的工程实例，采用U型隔膜。U型隔膜能够实现较大范围的挠曲变形，且外形尺寸较平板隔膜小，但对U型隔膜的变形理论及工程设计方法尚无依据。本文借助有限元软件对U型隔膜的节点变形位移进行模拟分析，推导出U型隔膜的挠曲变形公式及隔膜容腔计算公式，总结U型隔膜及其容腔的变化规律与工程设计方法。
在隔膜泵隔膜受力状态方面:
    传统平板隔膜在前后挠曲变形工作过程中，由于弯曲和拉伸，隔膜除承受径向和周向正应力之外，还承受径向剪应力，且在边缘处大，即出现应力集中。而U型隔膜在其工作过程中的应力分布大小的计算及其结构优化方法尚为空白.本文利用有限元的应力分析模块对U型隔膜的计算模型进行求解，得出不同工况下U型隔膜的应力分布，并根据有限元的优化准则与设计基本原理对U型隔膜模型进行结构优化，得出更合理的隔膜结构形状，使隔膜在工作过程中应力接近均匀分布。

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