水泵CAD系统设计方法研究

　　煤炭工程设计技术水泵CAD系统设计方法研究西安科技学院龚晓燕水泵CAD系统设计方法的推广打下了基础。

　　水泵设计过程是指从接受水泵的功能定义开始到设计完成水泵的材料信息、结构形状、精度和技术要求等，并且终以零件图、装配图的形式作为可见媒体表达出来的过程。水泵CAD系统设计是指以计算机为辅助手段来完成整个水泵设计过程。利用CAD手段进行水泵设计与开发可缩短设计周期、提高设计能力、保证设计质量、适应多品种要求，使其经济效益大大改善。据多家企业应用CAD技术调查其结果如下：大约可节约劳动力36、提高质量和可靠性32.6、改善用户对产品的评价20、节约时间18.6、提高效率16.8、标准化8、提高运算速度6.4、减少单调劳动4.3、降低成本3.2，其它可降低4. 8.其设计效果显而易见。为企业创造了更多的利润。这将是CAD技术发展成为必然趋势。

　　水泵CAD系统设计过程为：制定任务规划书，确定方法和绘制任务的方法树；对功能进行模块划分；用IDEF0图明确各模块之间的相互关系；根据功能模块，确定系统的程序工作流程和对软、硬件的资源进行佳配置等几个步骤，本文将根据这些步骤对水泵CAD系统设计的基本方法作简单介绍和初步的研究2. 1水泵CAD系统的任务规划水泵CAD系统一般可划分为三大模块：设计与修改模块、出图模块和辅助绘图模块，如所示。

　　设计参数库作为三大模块的核心，融入了水泵设计理论，包括公式、图表等，当设计人员确定了泵的主要性能参数以后，其余设计参数均以设计理论为依据；设计与修改模块作为水泵CAD的主体模块，为设计人员反复调整各设计参数创造了条件，解决了以往手工设计所带来的设计量大、部分中间数据从设计过程中所产生的图线上量取的不等问题，当设计人员修改设计参数时，系统自动提示用户改变该参数所引起的其它参数的相应变化，并完成相应的计算或显示：出图模块是在零件的所有结构参数确定以后生成工程图、水力模型图、并得到零件的三维实体模型；辅助绘图模块主要是为工程绘图的绘制服务，它从设计参数库中提取相应参数完成尺寸、公差、粗糙度等的标注3. 2水泵CAD系统的模块划分系统设计是按软件工程的基本思想及模块化、信息传递标准化和分布式控制方式进行的。模块划分，首先必须对CAD系统的任务进行规划，确定完成该任务的各功能模块，以及各功能模块的相互关系和信息流。

　　水泵的CAD设计分为水泵的选型设计模块、设计参数模块、通讯模块、图形管理模块、控制模块等设计技术煤炭工程水泵设计的IDEFO功能模型图的工作流程。它详细地表述了水泵CAD系统的整个建模过程。

　　叶轮设计工作流程在叶轮参数化建模中，CAD软件在辅助用户进水闱的选，参敢化校五个模块。各模块之间的关系如所示，它从总体上描述了水泵CAD的设计思路和建模过程，以及各功能模块之间的相互关系4水泵CAD总体设计各功能模块水泵CAD系统功能分析方法IDEF0 IDEF0的基本概念是在70年代提出的结构分析方法的基础上发展起来的，IDEF0方法通过建立模型来理解水泵系统：DEF0是一种图形语言，用于全面地描述水泵系统。它通过一系列的描述和图示，表达水泵系统的活动、数据和它们之间的联系，从而达到全面地描述水泵系统的目的。

　　DEF0的每个模型是由建立在某一观点之上的分层图形成组成。由不同观点所建立模型的全体可得到水泵系统的、完整的视图描述。

　　4水泵CAD系统的程序流程框图水泵核心部件的叶轮，叶轮结构复杂、设计繁琐，采用手工设计无法得到优化的水力模型，不能实时观察到叶轮的三维实体模型。本文以叶轮CAD设计为例，利用流程框图，介绍建立叶轮参数化特征模型、水力设计、结构设计的设计思想，建立叶轮设计的动态模型机制。

　　叶轮CAD系统的参数化模型就是叶轮设计理其中水力设计与泵的流量、扬程、效率、抗气蚀性能和特性曲线的形状等直接相关，是叶轮设计的关键。

　　它是根据泵的性能要求，在相似理论和水泵基本方程式的基础上，计算确定叶轮的主要几何参数和流道的形状；结构设计则是确定叶轮结构类型及具体外廓结构尺寸的过程。叶轮的设计是先初步根据泵轴传递的大扭矩计算出轴的小轴径，从而确定叶轮轮毂直径，接着根据水力设计理论确定叶轮的内部流道，进而设计出符合流动规律的叶片形状再根据设计要求及叶轮的内部留道设计出满足设计要求的外部轮廓结构，后生成相应的工程图，完成叶轮设计全过程。以参数化造型为核心的叶轮CAD水分的水力议汁水力模型图-携实沐13煤炭工程设计技术浅析中小型矿井通风设备设计中煤国际工程集团南京设计研究院井士娟周波风机房布置的-些特点。

　　在进行地下开采时，煤层和岩层中会不断释放出瓦斯、二氧化碳等有害气体，同时也会产生大量煤尘、岩尘等易爆有害物。为保障矿井生产的安全，为井下工作人员创造一个安全、良好的工作环境，必须连续不断地向井下输送足够的新鲜空气，以稀释有害气体和带走有害物质。矿井通风设备就是向井下输送空气的设备，通风设备的性能好坏，不仅关系着煤矿的生产安全，而且关系到降低电力损耗成本因此它是矿井设计中应着重考虑的关键设备之一。

　　我国中、小型矿井，特别是地方煤矿，在90年代以前通风设备选型围绕着“工期短、投资少、效益好”

　　的指导思想，因轴流风机设备初期投资大，都是选用G4? 73?11型离心式通风机。90年代后期，一些中小型矿井开始考虑新研制开发的BDK对旋式通风机。BDK对旋式通风机与其它轴流通风机相比有以下优点：（1）BDK对旋式通风机采用叶轮直接装在电机轴上，结构简单运行故障少，没有电机与叶轮之间能量传递损失。其它轴流通风机绝大多数是电动机通过联轴器与传动轴相连，在通过传动轴与主轴相连，这样故障点增多，我们在现场曾经碰到一次厂家把传动轴配错了的事故，这样延长了现场施工周期，也为以后运行埋下了隐患。（2）采用对旋结构，无导叶，避免导叶动能量损失，静压效率高。（3）建立了通风机选型设计数学模型，按矿井通风参数调整设计出匹配的通风机，确保各回采时期主扇运行工况的装置静压效率在80以上。（4）通风机运行稳定，机振小，嗓音低，通风机和扩散器均安装在带轮的平板车上，可以长期连续运行，通过到BDK对旋式通风机已运行的矿上调研，普通反应良好。

　　（5）设备费用低。

　　随着BDK对旋式通风机技术成熟，BDK对旋式通风机逐步取代了G4?73?11型离心式通风机，可作为中小型矿井主通风设备主选设备。另外，一些大型矿井也选用了BDK对旋式通风机作为矿井主通风设备。

　　行叶轮设计的过程中记录下模型生成过程中的所有信息，将记录的定量信息作为变量参数化，当赋予参数不同的值时，软件自动更新模型生成历程。实现用户对设计过程的全程干预，为设计结果的优化提供有力的手段。

　　5结论水泵CAD系统设计可以缩短水泵设计的开发周期，满足市场瞬息变化的需要。水泵CAD系统初步设计确定了整体设计方案，是水泵设计的重要环节，对整个设计起到框架和决策的作用，是下一步详细设计的基础。

　　水泵CAD初步设计提出参数化特征模型，是CAD/CAM向集成化、网络化发展的必要条件。