容积式流体机械的机构演化规律研究.pdf

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1、第38卷第3期石油化工设备VoL38NO.32009年5月PETRO—CHEMICALEQUIPMENTMav2009文章编号:1000—7466(2009)03—0024—05容积式流体机械的机构演化规律研究陈建国,石文梅(青岛科技大学,山东青岛266061)摘要:任何一类机械都有其自身发展衍变的规律,从结构学角度分析归纳了容积式流体机械的演化规律,对其主结构变异演化的脉络进行了分类和整理,以期为编译各类流体机械的演化谱系及进行结构创新设计提供参照。关键词:容积式流体机械;机构;演化;创新设计中图分类号:TH457文献标志码:AStudyonMechanism’SEvolutionR

2、uleofDisplacementFluidMachineryCHENJian—guo,SHIWen-mei(QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao266061,China)Abstract:Anytypeofmachineryhasitsownruleofdevelopmentandevolution.Theevolution—aryruleofthedisplacementfluidmachinerywasanalyzedandconcludedfromtheperspectivesofthestructure.Onthisbas

3、is,itsevolutionaryandvariablecontextofmainstructurewereclassifiedandorganizedforthepurposeofofferingreferencesforcompilingevolutionarylineagesofalltypesoffluidmachineryandtheinnovation—design.Keywords:displacementfluidmachinery;mechanism;evolution;innovationdesign容积式流体机械种类繁多,创新前景广阔,各类程,在机构构思和设计时

4、要凭空构想出一个能达到成熟容积式流体机械自身结构和运动关系构成多种预期动作的新机构非常困难。因此人们常借鉴现有形式。但作为一种机械设备,容积式流体机械有着机构的运动链类型,通过类型创新来得到新的机构自身发展演化的规律。类型,机构创新设计流程见图1E。容积式流体机械的基本工作原理应满足2个基本条件,一是要形成闭合容积,二是闭合容积能实现大与小的周期性变化,其中周期性变化主要由机构的旋转或往复运动等形式来实现。闭合容积的形成和旋转或往复运动都是由具体机构来完成,机构运动是这类设备正常工作的基础。无论容积式流体机械多么繁杂多样,它的基本运动机构都是由较简单的常规机构组成,如四杆机构等。从复杂

5、多样的流体机械结构到简单直观的运动机构,都有它各自的演化规律,研究和寻找其演化规律,探索和掌握主要发展方向及分岔点,对于创新设计和原理研究具有重要的指导意义。图1机构创新设计流程图机构创新是一个复杂而具有抽象意义的设计过收稿日期:2008—1220作者简介:陈建国(1956一),男,山东青岛人,副教授,学士,从事流体机械开发与故障诊断研究。第3期陈建国,等:容积式流体机械的机构演化规律研究1机构的演化与变异在对容积式流体机械多种结构的研究过程中,利用类生命进化的思路归纳简化,其主结构都可简化到四杆机构。由四杆机构发展出众多传动脉络,每一条传动脉络沿自身规律发展为成熟的机械,从而形成以四

6、杆机构为中心向四周辐射出机构变化的1.主动杆2.连杆3.摆杆4.机架众多形式,例如传动机构、输送机构、能量转换机构图2四杆机构基本形式为不同的传动机构]。而在四杆机构的任一杆缩减和换向转向机构等,而用于容积式流体机械上的主运动机构只是其中之一。各种类型容积式泵或压缩或变异过程中,则可演化出如图3所示的各类机构。这些传动形式在各类机械中发挥了巨大作机的衍生源也是简单的四杆机构。兰四杆机构的基本形式见图2。文中各图中序号用,同时其中的每一种机构皆可继续演变,拓展出更1~4分别代表主动杆、连杆、摆杆和机架。四杆机多其它机构应用于各类机械。曲柄滑块机构是四杆机构最典型的变异代表,构为基本传动机

7、构,其中任何一个杆件固定都可成黪铃壬一I.(a)曲柄滑块机构(b)转动导杆机构(c)摆动导杆机构(d)移动导杆机构(e)正弦机构(f)正切机构髫图3四杆机构演化形式被广泛应用在旋转运动与往复运动的相互转换中。动中。它由四杆机构在主动杆和连杆不变的前提下,把摆四杆机构按照运动形式可以衍生出如图4所示杆进行缩短演化,形成为一个滑块而得来,被广泛应的往复机构、旋转机构、螺旋机构、进动机构以及差用于往复活塞式柴油机、汽油机、压缩机及泵类主传动机构等。(

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