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節(jié)能減排現(xiàn)已成中國(guó)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展規(guī)劃大綱的首要內(nèi)容,水泵作為工業(yè)中心流體運(yùn)送設(shè)備,依據(jù)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)計(jì)算,泵耗電量占我國(guó)發(fā)電量的20%左右,水泵節(jié)能對(duì)于節(jié)能減排具有重要意義。
水泵節(jié)能已然不是一個(gè)新概念,在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用多年,這也對(duì)水泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密分析、設(shè)計(jì)提出了更高的要求。而在水泵行業(yè),經(jīng)常會(huì)遇到?jīng)]有原始工程圖紙來(lái)進(jìn)行優(yōu)化分析的情況。如何通過(guò)實(shí)物快速獲取完整、準(zhǔn)確的內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),進(jìn)行精密分析,讓我們看看的做法。本期我們以水泵蝸殼流道為例,進(jìn)行展示。
蝸殼流道的數(shù)據(jù)獲取、分析
蝸殼流道
蝸殼流道可以簡(jiǎn)單理解為液體在蝸殼內(nèi)部的流動(dòng)通道,其設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)水泵的性能和效率指標(biāo)會(huì)有很大的影響,主要在于兩方面:
1)由于流動(dòng)工質(zhì)是有粘性的,因此液體與固壁之間必然會(huì)有摩擦力的存在,所以也就有能量損失,蝸殼流道的設(shè)計(jì)直接影響了能量損失的多少。
2)蝸殼流道設(shè)計(jì)的好壞,直接影響流道內(nèi)流體的速度和壓力分布,進(jìn)而影響泵的工作效率。
所以,獲取流道的完整三維數(shù)據(jù),對(duì)于水泵的精密分析、優(yōu)化,具有重要作用。
高精度3D數(shù)字化方案
在渦輪流道的精密分析中,由于流道在渦輪內(nèi)部,且為異形曲面,傳統(tǒng)方式下,難以獲得其完整三維數(shù)據(jù),在本期案例中,采用了天遠(yuǎn)OKIO 5M三維掃描儀進(jìn)行三維掃描(在客戶現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行了球心距的精度測(cè)試,5M的精度值、重復(fù)精度,滿足客戶的高精度要求)。
1. 首先將完整渦輪進(jìn)行掃描,獲取整個(gè)渦輪的外部結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù),再將渦輪切開(kāi),掃描內(nèi)部結(jié)構(gòu),通過(guò)兩次掃描的數(shù)據(jù)拼接,獲得完整的渦輪三維數(shù)據(jù)。
- 三維掃描過(guò)程 -
- 蝸殼流道三維掃描數(shù)據(jù) -
2. 獲得渦輪完整三維數(shù)據(jù)后,截取流道部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行逆向,得到流道的完整3D數(shù)模。
- 逆向過(guò)程截圖 -
- 蝸殼流道逆向設(shè)計(jì) -
3. 在逆向之后,可以將逆向得到的數(shù)據(jù)與三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,檢驗(yàn)?zāi)嫦虻臏?zhǔn)確性。
后續(xù)應(yīng)用
有了流道的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)模型后,在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行精密分析,再次優(yōu)化升級(jí),以及生產(chǎn),均可以快速、高效地進(jìn)行。
通過(guò)高精度3D數(shù)字化技術(shù),解決了蝸殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法測(cè)量的痛點(diǎn),能夠快速得到渦輪流道的完整準(zhǔn)確數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)逆向設(shè)計(jì),從而進(jìn)行精密分析、優(yōu)化設(shè)計(jì),助力水泵設(shè)計(jì)升級(jí)以及水泵節(jié)能。
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