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域：即葉輪流道區域和壓水室流道區域，其中吸入管流道區與葉輪流道區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域和壓水室流道區域的三維幾何模型，然后在Solidworks軟件環境下將葉輪流道區域和壓水室流道區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域幾何特征分析、流道區域幾何造型策略、流道區域幾何造型具體操作及流道區域三維幾何模型組裝等方面。

下面分別討論壓水室流道區域和葉輪流道區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。

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

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

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基于對壓水室流道區域的幾何特征分析，壓水室流道區域幾何造型可采用以下策略：

(1)對整個壓水室流道區域按一個三維零件處理；

(2)對于構成壓水室流道區域的兩個部分按兩個基本特征處理；

(3)近似環狀的流道區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。

根據上述渣漿泵壓水室流道區域的幾何分析和幾何造型策略，在Solidworks環境下實現對壓水室流道區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，葉輪流道的數量取決于葉片的數量，所有葉輪流道和葉輪進口空間構成了葉輪流道區域。

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域與葉輪流道區域作為一個整體來處理，葉輪流道區域同樣是一個復雜的不規則三維區域。

可以認為該區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域，另一部分為葉輪流道構成的流道區域。

根據上述幾何特征分析和幾何造型策略，在Solidworks環境下可對葉輪流道區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，需要將已經建立的葉輪流道區域三維幾何模型和壓水室流道區域三維幾何模型組裝在一起。

幾何模型組裝是在Solidworks環境下進行的，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)把葉輪流道區域三維幾何模型和壓水室流道區域三維幾何模型看作是構成裝配體的三維零件；

(3)為便于后續分析，應使壓水室流道區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；根據零件之間的配合關系設定配合參數。