[发明专利]一种七缸往复泵曲轴上曲柄初相角的优化布置方法

摘要

本发明涉及一种优化布置方法，具体涉及一种七缸往复泵曲轴上曲柄初相角的优化布置方法。本发明对单缸单作用往复泵柱塞的运动规律进行分析，找出各运动参量与曲轴转角之间的对应关系；采用无量纲思想，提出了一种基于流量波动、断流时间及曲轴弯矩的七缸往复泵曲柄初相角布置方案的优化设计方法；并根据曲轴弯矩得到四种最优方案，使得断流时间、流量波动及曲轴弯矩等均达到了最优结果从而降低了惯性水头、减轻了管路沉沙现象，并降低了曲轴弯矩，提高了七缸泵的使用寿命及工作可靠性，为七缸往复泵其他方面的研究奠定了基础。

主权项

一种七缸往复泵曲轴上曲柄初相角的优化布置方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）、对单缸单作用往复泵柱塞的运动规律进行分析，找出各运动参量与曲轴转角之间的对应关系；2）、根据流量与速度及过流截面面积的关系，得出单缸单作用往复泵瞬时流量与曲轴转角的对应关系，并采用无量纲方法得到单缸单作用往复泵的无因次瞬时流量计算表达式；3）、对七缸往复泵的液缸进行1号—7号的顺序标号，并在液缸对应的曲轴曲柄上进行1—7的顺序标号，并将七缸往复泵的吸入管划分为8个过流截面，并顺序标注1—1断面、2—2断面、3—3断面、4—4断面、5—5断面、6—6断面；7—7断面、8—8断面；分别记载各过流截面的瞬时流量波动情况数据，主要记载瞬时流量波动幅值及零流量持续时间（亦即断流时间，以曲轴转角度量）数据；4）、以过流断面6‑6断流时间和瞬时流量脉动幅值小为选择目标，在七个曲柄初相角中任取二个初相角进行组合分别布置在6、7液缸位置，当这两个初相角的组合能使断面6‑6的瞬时流量波动幅值及断流时间达到最小时为所选择的两初相角组合；5）、分别将步骤4）中的最优两初相角组合中的两个初相角置于6、7液缸位置，以过流断面5‑5断流时间和瞬时流量脉动幅值小为优化目标，当某一初相角能使断面5‑5的瞬时流量波动幅值及断流时间达到最小时，此时5、6和7液缸位置的初相角即为符合要求的三初相角组合；6）、将步骤5）中得到的三初相角组合同时置于1、2、3或5、6、7液缸位置，剩下的一个初相角置于4液缸位置，即可得到一种对应的布置方案，要求保证一个布置方案中每一初相角仅出现一次；7）、由排出状态时液缸内压作用力在曲轴上产生的无量纲弯矩的计算公式分别计算步骤6）得到的各优化布置方案在各曲柄旋转中心的无量纲弯矩，弯矩最小即为七缸往复泵曲轴上曲柄初相角的优化布置方法。