构建柱塞泵的三维模型

构建柱塞泵的三维模型

Modeling of a Three-Dimensional Piston Pump

李继秀（重庆大学机械工程学院 重庆401331）

本文主要介绍常见泵的一种——柱塞泵。将从泵的主要构造、工作原理以及各个零部件的结构和【摘 要】

功能进行较为全面的介绍，并结合其工程图纸以及三维建模的过程和方法进行说明。

【关键词】柱塞泵 工程图 三维建模

泵是工业生产中输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。在工业生产中，原料、半成品和成品很多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵起到调节温度的作用。下面我们就来全方位地展示泵的一种——柱塞泵。

下图分别是柱塞泵的总体装配图以及用SolidWorks完成的三维模型实体图，装配图采用了一处全剖视图以及两处局部剖视图完整地表达了柱塞泵的整体构造。它是一种通过电机或者其他机构带动柱塞（五号零件）进行往复运动从而运输液体的增压设备。当柱塞向右移动时，泵体内的空间增大，从而形成一个压强较低的区域，那么液体在大气压的作用下，通过下阀瓣（十四号零件）进入油腔，而此时上阀瓣（十号零件）处于关闭状态。当柱塞向左运动时，泵内空间会减小，从而形成高压区，高压会将下阀瓣压紧并顶开上阀瓣，从而使流体从出口流出，输出高压

的液体，柱塞不断地往复运动，可以实现流体的不断流入和输出。

这个柱塞泵总体巧妙地利用了机械构件的运动引起的压强变化，借助大气和液体的压力来实现上下阀瓣的开启和闭合，从而实现了输出高压液体的目的。

接下来让我们来看一下组成这个柱塞泵的几个关键零件，进而更好地理解其功能实现的过程。

这是柱塞泵的最主要的零件——泵体，工程图中利用三视图并恰当地结合几处剖视图详细地表达出了其具体构造。在利用SolidWores建模的过程中，主要采用拉伸凸台命令，建成其大致框架，之后利用拉伸切除命令形成主要的孔结构，再使用装饰螺纹线完成螺纹孔结构。泵体主要起着通过柱塞的运动从而在内部的空腔中形成压强差进而带动液体流动的作用。此外它还起到了整体装置的一个连接件的作用，内孔较大的一端与柱塞相配合，而较小的一端和13号零件管接头相配合，使得泵的总体功能能够得以实现。泵体还起到相关的固定作用，在零件上的多个地方均设置有螺纹孔，通过螺钉可以实现与其他零件或者工作台的固定。

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新加坡酷航Scoot Airlines，两字代码 TZ。LOGO是酷航企业文化色加之酷航的英文名，主基地为新加坡樟宜国际机场。（刘畅）

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这也是一个十分关键的零件——管接头，工程图使用两个全剖视图清楚地表达了其外部造型以及内部结构，建模过程中主要利用拉伸凸台以及拉伸切除命令，最后在相关部位添加装饰螺纹线。液体就在管接头内流动，从而实现输入和输出。2孔与泵体相连接，通过2孔获得压强差，从而将液体从1孔“吸”入。在其内孔的上部和下部分别有上阀瓣和下阀瓣，控制液体的流通，最终从3孔处流出高压液体。

上阀瓣和下阀瓣是控制液体流动的两个重要零部件，工程图中利用两面视图，并对内孔结构采用了局部剖视图

表达。在SolidWorks中利用旋转凸台以及适当的拉伸凸台命令完成模型的构建。当液体由于压强差从管接头的下部进入时，利用压力将下阀瓣顶开，而上阀瓣由于大气压的作用处于关闭的状态，液体暂时留在管接头的空腔中，之后柱塞进行回复运动，液体受压，此时下阀瓣处于关闭状态而上阀瓣被顶开，从而液体能从管接头的上部流出。

泵是工业生产过程以及生活中十分常见的一类机件，虽然类型各种各样，但是基本的工作原理和柱塞泵相差不多，即通过机械运动引起压强的变化来实现流体的运输和增压。

责任编辑：殷黎明

菲律宾航空Philippine Airlines，两字代码 PR。LOGO采用了菲律宾国旗上的元素设计，主基地为菲律宾马尼拉艾奎诺国际机场。（刘畅）

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