基于SolidWorks的锅炉给水泵的虚拟装配及运动仿真

    虚拟装配是虚拟制造的关键组成部分，它是在计算机上利用装配操作模型，将模拟出的零部件装配成产品，并在虚拟装配过程中检查产品零部件之间装配关系及干涉情况等，尽早发现零部件没计中存在的缺陷。虚拟装配一般无需产品或支撑过程的物理实验，只需通过分析、检验模型、可视化和数据表达等手段，利用计算机工具来安排或辅助装配有关的工程决策。虚拟装配是一种将CAD技术、可视化技术、仿真技术、决策理论及装配和制造过程研究、虚拟现实技术等多种技术综合运用的技术。

1 锅炉给水泵的基本构成

    锅炉给水泵是电厂的重要辅机，固定部分由进水段、中段、出水段、导叶、轴承体和密封装置等组成；转动部分主要由泵轴及装在轴上的数个叶轮、轴套和一个平衡轴向推力的平衡盘以及联轴器组成。叶轮多个串联工作，是电厂中压力最高的设备，相当于电厂的“心脏”源源不断的把高压水送到锅炉汽包中，汽化后推动汽轮机高速转动。图1是DG750-180型锅炉给水泵的芯包。

    图1 锅炉给水泵的芯包

2 锅炉给水泵的虚拟装配

    2.1 虚拟装配流程

    支持以下2种装配设计方法。

    (1)自下而上设计法它是一种归纳设计方法，适用于装配造型之前已经具备了所有零部件的情况，将零部件插入装配体。然后根据零件的配合关系，将其组装在一起。

    (2)自上而下设计法它是一种演绎设计方法。先对产品进行整体描述，然后分解成各个部件与零件，再按顺序将部件分解成更小的部件或零件，直到分解成最底层的零件。实际生产中这2种设计方法可能是并存的。

    如图2所示，该装配流程就是自下而上的设计方法。设计人员首先选择需要装配的零部件，再根据零部件的几何特征确定相应的装配关系，然后把零部件装配起来。为了使已经装配好的零部件能够满足设计要求，需要进行干涉检查，如果出现干涉现象，就要对零部件的尺寸进行编辑修改。如果零部件的没计满足要求，即可把零部件保存到零件库中。

    图2 虚拟装配流程

    2.2 锅炉给水泵的主要零件建模

    叶轮和导叶是锅炉给水泵的核心零件，流道设计的好坏直接影响到锅炉给水泵效率的高低。工作时，叶轮对水做功，使液体得到能量而流出叶轮，流出的水直接通过导叶流入下一级叶轮，对水继续做功。