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為了建立新型液壓隔膜泵用環狀U型隔膜基礎理論體系和設計方法,借助Ansys有限元分析軟件的非線性分析工具,對其撓曲變形與變形量的關系進行了分析.以液壓隔膜泵樣機用環狀U型隔膜為物理模型,建立了具有幾何和材料雙重非線性特性的環狀U型隔膜的薄壁中空雙層殼體有限元模型;在工作范圍內,對模型固定支撐端施加固定約束,運動支撐端施加位移約束,內外表面施加面載荷,分析了模型在不同壓縮、拉伸位移載荷下的撓曲變形;應用差分進化算法對環狀U型隔膜撓曲變形的位移數據進行曲線擬合,通過控制均方差、相關系數和決定系數等判斷標準,反復修正擬合曲線,總結了其撓曲邊線的運動規律,獲得了其撓曲變形曲線的等效解析解,推導了其工作容積理論計算公式;通過工程實例計算,驗證了工作容積理論計算公式的可行性,為形成液壓隔膜泵用環狀U型隔膜工作機理及隔膜結構和優化設計方法提供了理論基礎.
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針對目前石油、冶金、電力等行業中常用的隔膜泵存在的隔膜破裂后不能繼續工作、影響正常生產的問題,以三缸單作用液壓驅動隔膜泵為研究對象,提出一種新的隔膜破裂報警系統設計方案:當單個隔膜破裂時,系統可以發出報警信號,經工作人員確認后相應的液壓缸停止工作,而其他兩液壓缸可以繼續工作;兩個或兩個以上隔膜破裂時,系統發出報警信號的同時隔膜泵停止運轉?;赑LC的邏輯控制功能,利用三菱FX2-64MR型PLC對這種隔膜破裂報警方案進行了程序設計,可實現隔膜破裂實時報警、隔膜破裂個數檢測、停止報警、兩液壓缸工作相位調整、隔膜泵自動停機及料漿輸出量測定和調整等功能?,F場試驗表明:在PLC的控制下,這種隔膜破裂報警設計方案,可以保證單個隔膜破裂后隔膜泵的正常運行,是一種有效的設計方案。
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