離心式渣漿泵全流道三維幾何模型構建

離心式渣漿泵屬于旋轉式流體機械，其過流零件主要有葉輪、壓水室（對于在強磨蝕條件下使用的雙層殼體渣漿泵的壓水室也稱作護套）、吸入管、前護板和后護板，其中葉輪是旋轉零件，其他零件為相對靜止零件。

根據(jù)離心式渣漿泵的結構特點，可將渣漿泵的全流道分為兩個區(qū)域：即葉輪流道區(qū)域和壓水室流道區(qū)域，其中吸入管流道區(qū)與葉輪流道區(qū)域作為一個整體處理。

使用三維幾何造型功能，分別建立葉輪流道區(qū)域和壓水室流道區(qū)域的三維幾何模型，然后在Solidworks軟件環(huán)境下將葉輪流道區(qū)域和壓水室流道區(qū)域的三維幾何模型組裝在一起，得到離心式渣漿泵全流道的三維幾何模型。

渣漿泵全流道三維幾何模型構建主要包括流道區(qū)域幾何特征分析、流道區(qū)域幾何造型策略、流道區(qū)域幾何造型具體操作及流道區(qū)域三維幾何模型組裝等方面。

下面分別討論壓水室流道區(qū)域和葉輪流道區(qū)域三維幾何模型的構建及其組裝。

離心式渣漿泵的壓水室型式有螺旋形、環(huán)形和準螺旋形，常見的壓水室斷面形狀為矩形。

壓水室流場道區(qū)域是由壓水室零件內壁面、葉輪出口環(huán)形面和前、后護板內壁面構成的流道區(qū)域。

該區(qū)域是一個復雜的不規(guī)則三維區(qū)域，可以認為該區(qū)域由兩部分組合而成：一部分是壓水室的擴散管流道區(qū)域，另一部分為近似環(huán)狀的流道區(qū)域。

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基于對壓水室流道區(qū)域的幾何特征分析，壓水室流道區(qū)域幾何造型可采用以下策略：

(1)對整個壓水室流道區(qū)域按一個三維零件處理；

(2)對于構成壓水室流道區(qū)域的兩個部分按兩個基本特征處理；

(3)近似環(huán)狀的流道區(qū)域部分可用拉伸基體特征來生成；

(4)壓水室的擴散管流道區(qū)域部分通過放樣特征來生成；

(5)進行輔助特征(如圓角)造型。

根據(jù)上述渣漿泵壓水室流道區(qū)域的幾何分析和幾何造型策略，在Solidworks環(huán)境下實現(xiàn)對壓水室流道區(qū)域進行三維幾何造型。

離心式渣漿泵的葉輪一般為閉式葉輪，主葉片通常為圓柱形葉片，渣漿泵葉輪相鄰兩主葉片和前、后蓋板形成葉輪的一個流道，葉輪流道的數(shù)量取決于葉片的數(shù)量，所有葉輪流道和葉輪進口空間構成了葉輪流道區(qū)域。

如圖所示是渣漿泵準螺旋形壓水室流道，葉輪具有5個流道的三維幾何模型：

為了便于建模與分析，把泵吸入管段流道區(qū)域與葉輪流道區(qū)域作為一個整體來處理，葉輪流道區(qū)域同樣是一個復雜的不規(guī)則三維區(qū)域。

可以認為該區(qū)域由兩部分組合而成：一部分是吸入管和葉輪進口空間構成的流道區(qū)域，另一部分為葉輪流道構成的流道區(qū)域。

根據(jù)上述幾何特征分析和幾何造型策略，在Solidworks環(huán)境下可對葉輪流道區(qū)域進行三維幾何造型。

為了得到渣漿泵全流道的三維幾何模型，需要將已經(jīng)建立的葉輪流道區(qū)域三維幾何模型和壓水室流道區(qū)域三維幾何模型組裝在一起。

幾何模型組裝是在Solidworks環(huán)境下進行的，其基本策略如下：

(1)把渣漿泵全流道三維幾何模型按一個裝配體處理；

(2)把葉輪流道區(qū)域三維幾何模型和壓水室流道區(qū)域三維幾何模型看作是構成裝配體的三維零件；

(3)為便于后續(xù)分析，應使壓水室流道區(qū)域三維幾何模型的坐標原點與裝配體坐標原點一致。

在Solidworks環(huán)境下進行渣漿泵全流道三維幾何模型裝配體的設計可分為兩個階段：建立裝配體文件并導入零件；根據(jù)零件之間的配合關系設定配合參數(shù)。