[发明专利]基于三维数字模型的离心泵叶轮水力图生成方法

摘要

本发明公开了一种基于三维数字模型的离心泵叶轮水力图生成方法，该方法能根据叶轮的三维数字模型反求叶轮的水力图及各截面相交处的水力数据点参数，它是通过计算机辅助操作，在叶轮三维模型基础上，分别建立一组轴垂面和轴截面，与叶片前、后工作面求交，通过面面相交得到交叉曲线，交叉曲线通过旋转变换、投影变换以及利用SolidWorks API函数，可以分别得到叶轮水力图中的轴面图、木模图和水力点数据表，极大地提高工作效率。本发明提供的方法是提高泵效率的更经济有效地方法，是降低设计成本、缩短开发周期和提高自主开发能力的重要工具。

主权项

一种基于三维数字模型的离心泵叶轮水力图生成方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：通过三维建模软件打开预设的离心泵叶轮三维模型；步骤2：在三维建模软件中建立一组与离心泵叶轮的旋转轴相垂直且与离心泵叶轮的三维模型表面相交的平面(1)，该组平面(1)与离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的迎水面和背水面相交，得到两组交叉曲线(3)，这两组交叉曲线(3)即为离心泵叶轮木模图中的木模截线；步骤3：对两组交叉曲线(3)沿离心泵叶轮旋转轴方向投影，得到离心泵叶片轴向投影面(4)，然后以离心泵叶轮旋转轴的轴心为原点，做多条辅助射线(5)，相邻两个辅助射线(5)之间的夹角相等且为预设值，即可得到离心泵叶片的木模图；步骤4：开始绘制轴面图，在离心泵叶轮三维模型中任取一个离心泵叶轮旋转轴的轴截面(6)，该轴截面(6)与离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的迎水面和背水面相交，得到截交线(7)，将截交线(7)绕离心泵叶轮旋转轴旋转，生成旋转曲面(8)；步骤5：在离心泵叶轮三维模型中取离心泵叶轮旋转轴的多个轴截面(6)，相邻两个轴截面(6)之间的夹角相等且为预设值，每个轴截面(6)与叶片模型(2)相交得到的截交线(7)均按照步骤4的方式得到一个对应的旋转曲面(8)，即得到了一组旋转曲面(8)；步骤6：用另取的一个轴截面(6)去截形成的这一组旋转曲面(8)，即可在该另取的轴截面(6)上得到一组曲线(10)；步骤7：将步骤6中另取的一个轴截面(6)以及步骤6中得到的一组曲线(10)沿离心泵叶轮旋转轴同时旋转，旋转到水平面内，再在上述水平面内添加相互平行的多条辅助直线(9)，即可得到离心泵叶轮水力图中的轴面图；步骤8：开始获取离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的水力数据表，首先，启动三维建模软件中水力图设计插件；步骤9：通过上述水力图设计插件，在步骤2中得到的一组平面(1)中任意选取一个平面(1)，该平面(1)与离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的迎水面相交得到第一曲线(11)，在离心泵叶轮三维模型中任取一个离心泵叶轮旋转轴的轴截面(6)与离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的迎水面相交得到第二曲线(12)，上述第一曲线(11)和第二曲线(12)相交得到交叉点(13)，该交叉点(13)即为离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的水力数据表的一个取样点，该取样点的坐标即为离心泵叶轮三维模型中叶片模型(2)的水力数据表中的一个水力数据点坐标值；步骤10：通过三维建模软件中的应用程序编程接口函数，计算得到上述水力数据点坐标值的极坐标值；步骤11：用与步骤9相同的方式得到步骤2中的一组平面(1)中剩下的各个平面(1)所对应的交叉点(13)，然后得到上述剩下的各个平面(1)所对应的交叉点(13)的坐标值，然后用步骤10的方式得到剩下的各个平面(1)所对应的交叉点(13)的极坐标值，即完成三维数字模型的离心泵叶轮水力图的生成。