CN109446615A - 离心压缩机三维数字化智能结构设计方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法、装置及设备，涉及计算机软件技术领域，可提高离心压缩机设计效率以及准确性。其中方法包括：根据预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件，可从预设模型基础库中选择基础部件模型进行改造变形以及连锁造形，得到合适的待拼装模型，在根据这些待拼装模型实现离心压缩机同一级部件拼装后，可利用预定最大连接弧算法，实现不同级部件的拼装，最后还可对离心压缩机进出口自动进行造形设计以及通用件造形装配。本申请适用于离心压缩机三维数字化智能结构设计。
Description
技术领域
本申请涉及计算机软件技术领域，特别是涉及一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法、装置及设备。
背景技术
离心压缩机(Centrifugal Compressor)，也叫"涡烨压缩机"，压缩机的一种。结构和操作原理同离心鼓风机相似，但总是多级式的，能使气体获得较高压强，处理量较大，效率较高。广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、空分、军工等各个领域，离心式压缩机是极为关键的设备。
目前对于离心压缩机的设计，主要依靠人工方式，例如，设计人员参照设计标准，手动绘制出合适的配件模型，并一步一步的手动添加进行装配。然而，离心压缩机的设计周期要求越来越短，设计人员任务繁重，通过上述设计方式，会导致离心压缩机设计效率较低，并且由于人工设计难免会出现错误，进而也会影响离心压缩机设计的准确性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法、装置及设备，主要目的在于解决目前通过人工手动绘制设计离心压缩机的方式，会导致离心压缩机设计效率较低，并且由于人工设计难免会出现错误，进而也会影响离心压缩机设计的准确性的问题。
依据本申请一个方面，提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法，该方法包括：
获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件；
对所述设计方案文件和所述设计规范文件分别进行解析；
根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型；
参照所述第一待拼装模型的模型尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与所述第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型；
在根据所述第一待拼装模型与所述第二待拼装模型，实现所述离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现所述离心压缩机不同级部件的拼装；
依据所述解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到所述离心压缩机的三维结构设计结果。
依据本申请另一个方面，提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置，该装置包括：
获取单元，用于获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件；
解析单元，用于对所述设计方案文件和所述设计规范文件分别进行解析；
查询单元，用于根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型；
造形单元，用于参照所述第一待拼装模型的模型尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与所述第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型；
拼装单元，用于在根据所述第一待拼装模型与所述第二待拼装模型，实现所述离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现所述离心压缩机不同级部件的拼装；
所述拼装单元，还用于依据所述解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到所述离心压缩机的三维结构设计结果。
依据本申请又一个方面，提供了一种存储设备，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述离心压缩机三维数字化智能结构设计方法。
依据本申请再一个方面，提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计的实体设备，包括存储设备、处理器及存储在存储设备上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述离心压缩机三维数字化智能结构设计方法。
借由上述技术方案，本申请提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法、装置及设备，与目前通过人工手动绘制设计离心压缩机的方式相比，本申请根据预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件，可从预设模型基础库中选择基础部件模型进行改造变形以及连锁造形，得到合适的待拼装模型，在根据这些待拼装模型实现离心压缩机同一级部件拼装后，可利用预定最大连接弧算法，实现不同级部件的拼装，最后还可对离心压缩机进出口自动进行造形设计以及通用件造形装配。整个离心压缩机三维设计可自动化完成，无需人工手动绘制离心压缩机模型，可以提高离心压缩机设计效率以及准确性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的叶轮部件设计实例示意图；
图3示出了本申请实施例提供的主轴部件设计实例示意图；
图4示出了本申请实施例提供的隔套部件设计实例示意图；
图5示出了本申请实施例提供的机壳部件设计实例示意图；
图6示出了本申请实施例提供的隔板部件设计实例示意图；
图7示出了本申请实施例提供的密封设计实例示意图；
图8示出了本申请实施例提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置结构示意图；
图9示出了本申请实施例提供的另一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置结构示意图。
图10示出了本申请实施例提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置的实体结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
目前通过人工手动绘制设计离心压缩机的方式，会导致离心压缩机设计效率较低，并且由于人工设计难免会出现错误，进而也会影响离心压缩机设计的准确性的问题。为了解决该问题，本实施例提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法，可提高离心压缩机设计效率以及准确性，如图1所示，该方法包括：
101、获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件。
其中，设计方案文件中保存了预先配置的对离心压缩机的设计方案信息，具体可包括方案中重要设计参数，如流量、进出口压力、进出口温度、段信息与基本级信息等。设计规范文件中包含离心压缩机各个部件的设计规范，参照哪些标准规则设计这些部件。
对于本实施例的执行主体可以为用于离心压缩机三维模型智能化设计的装置或设备，该装置或设备可利用预先编写配置的离心压缩机的设计方案文件和设计规范文件，自动化实现离心压缩机三维模型智能化设计，以提高离心压缩机设计效率以及准确性，具体可参见步骤102至106所示过程。
102、对获取的设计方案文件和设计规范文件分别进行解析。
在本实施例中，可利用技术人员事先编写的脚本程序对设计方案文件和设计规范文件分别进行解析。
例如，设计方案文件的解析结果可包含离心压缩机具体的设计方案内容有哪些；而设计规范文件的解析结果可以包含离心压缩机各个部件的设计规范内容。
103、根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型。
其中，第一待拼装模型可以为离心压缩机流道部分某一级中的部件模型；而第一基本部件可以为与第一待拼装模型同属同一类型的其它型号的部件模型。预设模型基础库中保存有离心压缩机相应的骨架模板与通用件数据等，具体可包含预先设计出的不同基本部件模型，以及一些简单部件模型等。
改造变形的方式可包括减小或放大尺寸、改变形状、结构、厚度和材质等。对于本实施例，可以参照与需要设计出的部件模型同一类型的其它型号的部件模型进行改造变形，得到该需要设计出的部件模型，由于离心压缩机种类繁多，通过这种方式节省了前期模型设计的任务量，节省了人力和物力成本，提高了前期开发的效率。
104、参照第一待拼装模型的模型尺寸信息，从预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型。
对于本实施例，在离心压缩机流道部分的某一级中，如果其中一个部件模型设计完成，那么其它与其同属一级、且相关联的部件模型可以采用连锁造形的方式进行设计，即参考已设计完成的该部件模型尺寸，自动从预设模型基础库中选择各自相对应的基本部件进行连锁造形，进而自动设计得到与该部件模型同一级的、且相关联的其它部件模型。通过这种方式不但前期无需设计过多的部件模型数据，减少前期模型设计的任务量，而且还能自动找到合适匹配的相关联部件模型，与目前人工设计方式相比，提高了相关联部件模型设计的效率和准确性。
105、在根据第一待拼装模型与第二待拼装模型，实现离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现离心压缩机不同级部件的拼装。
其中，预定最大连接弧算法可以由技术人员事先根据实际算法需求预先编写配置。
在本实施例中，在各级部件拼装完毕后，需要实现级间部件拼装，利用两级间连接弧最大原则，保证级间气流流动顺畅，并且需要保证不影响级间密封强度效果，通过这种方式可以提高离心压缩机的性能。
106、依据解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到离心压缩机的三维结构设计结果。
在级间拼装完毕后，下一步需要设计离心压缩机进出口，即风筒、进气蜗室和排气蜗室等模型部件的设计，对于本实施例，可以参考设计方案中获取相应的设计参数包括气体压力、温度、流量等，以及结合已设计完成的第一级叶轮和最后一级叶轮的尺寸，并参考设计规范，从模型基础库中查询相应的进出口蜗室部件模型，或者按照适合的面积尺寸重新造形得到进出口蜗室部件模型，进而实现离心压缩机进出口设计。在完成进出口设计后，然后可自适应查询到合适尺寸标准的机壳、端盖及其配套固定件等通用件进行造形装配，以便得到完整的离心压缩机三维模型。
本实施例提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法，实现搭建智能化设计平台，简化三维设计流程，衔接上、下游各部门及各工作环节协同，与目前通过人工手动绘制设计离心压缩机的方式相比，可以可自动化完成离心压缩机三维设计，无需人工手动绘制离心压缩机模型，可以提高离心压缩机设计效率以及准确性，进而提升了设计质量。同时可以有效提高部件的通用性并准确控制毛坯余量，大幅提高生产效率降低生产成本，对于研发及工艺的相关工作同样起到了强大的辅助作用。
进一步的，作为本实施例的扩展和细化，下面具体说明步骤102中的实现过程，作为一种可选方式，该步骤具体可包括：对设计方案文件进行解析，得到离心压缩机包含的各个部件信息；及对设计规范文件进行解析，得到离心压缩机部件的设计规范规则信息。其中，部件信息可以包含需要设计的部件的设计参数，如流量、进出口压力、进出口温度、分段信息与基本级信息并获取指定文件夹内所有方案100％工况点详细数据。
基于上述过程，相应的步骤103具体可以包括：从预设模型基础库中查询与目标部件信息相对应的第一基本部件模型；根据目标部件信息中的尺寸信息，并结合与目标部件信息匹配的设计规范规则信息，对第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型。
例如，参照离心压缩机第一级叶轮的设计方案信息，从预设模型基础中查询第一级叶轮部件基本模型数据，由于这个基本模型数据可能为其它型号机型的第一级叶轮部件模型，形状及尺寸上可能与要设计的第一级叶轮不同，因此需要按照设计方案信息中的外形尺寸，并结合第一级叶轮的设计规范，对这个基本模型进行模化变形，进而得到要设计的第一级叶轮模型。
为了具体说明步骤104中的实现过程，作为一种可选方式，步骤104具体可以包括：若第一待拼装模型为离心压缩机流道部分的部件模型，则查询与第一待拼装模型对应部件信息属于同一级的、且相关联的其它部件信息的尺寸信息；按照其它部件信息的尺寸信息，从预设模型基础库中选择与其它部件信息相对应的第二基本部件进行改造变形，得到第二待拼装模型；或创建简单部件，并按照其它部件信息的尺寸信息对简单部件进行切屑处理，得到第二待拼装模型。
例如，在某级叶轮设计完成后，参照级的系列图，可以自动查询与该叶轮属于同一级的、且相关联的其它部件尺寸，然后对于具有小数的尺寸进行取整优化，保证规定的可加工精度，然后按照查询到的部件尺寸，从模型基础库中选择各自相对应的基本模型进行改造变形，或者按照从无到有的原则，创建简单部件模型，然后再按照这些部件尺寸对于之前创建的简单部件模型进行切削处理，从而自动连锁设计完成与叶轮同一级的、且相关联的这些部件模型。通过这种方式不但前期无需设计过多的部件模型数据，减少前期模型设计的任务量，而且还能自动找到合适匹配的相关联部件模型，与目前人工设计方式相比，提高了相关联部件模型设计的效率和准确性。
为了具体说明利用预定最大弧算法，实现离心压缩机不同级部件的拼装的步骤，作为一种可选方式，该步骤具体可以包括：选取中间流道通流面积为上级回流器出口通流面积与下级叶轮进口面积的一半作为规则，并参照上下两级叶轮最大和最小直径，确定上下两级之间的连接弧；调整连接弧的弧度达到最大，且保证不能干涉上下两级的级间密封强度；按照调整到最大的连接弧尺寸信息，对上下两级进行部件拼装。通过这种方式在保证不影响级间密封强度效果的前提下，可以保证级间气流流动更加顺畅，进而可以提高离心压缩机的性能。
进一步的，为了具体说明离心压缩机进出口造形设计的实现过程，作为一种可选方式，该步骤具体可以包括：首先从各个部件信息中获取风筒部件的设计参数信息；再根据设计参数信息，计算风筒部件不同截面的进气面积；依据风筒部件不同截面进气面积面积和第一级叶轮模型的高度、最小直径，确定进气蜗室部件的尺寸信息；然后按照进气蜗室部件的尺寸信息，以及结合与进气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，从预设模型基础库中查询相对应的进气蜗室部件模型并进行变形调整，得到离心压缩机的进气蜗室部件模型；及依据最后一级叶轮模型的高度、最小直径，以及结合与排气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，计算排气蜗室不同截面的排气面积，并根据排气蜗室不同截面的排气面积从预设模型基础库中查询相对应的排气蜗室部件模型并进行变形调整，得到离心压缩机的排气蜗室部件模型。
通过上述离心压缩机进出口设计的过程，可以根据设计尺寸以及叶轮尺寸设计出更加合理的进出口蜗室，进而设计出合适的进气流道和出气流道，以提高离心压缩机的性能。
进一步的，为了说明离心压缩机通用件造形的过程，示例性的，该步骤具体可以包括：首先获取不同级部件拼装后的离心压缩机叶轮部件模型的尺寸信息；并参照叶轮部件模型的尺寸信息，确定离心压缩机机壳部件模型的尺寸信息；以及参照机壳部件模型的尺寸信息，确定离心压缩机端盖部件模型的尺寸信息；然后按照端盖部件模型的尺寸信息和机壳部件模型的尺寸信息，并结合端盖部件模型和机壳部件模型分别匹配的设计规范规则信息，从预设模型基础库中查询相对应的端盖通用件模型和机壳通用件模型，以及与端盖通用件模型的类型信息匹配的固定通用件模型；最后利用机壳通用件模型、端盖通用件模型和固定通用件模型，实现离心压缩机外壳装配。
通过上述过程，在完成进出口设计后，然后可自适应查询到合适尺寸标准的机壳、端盖及其配套固定件等通用件进行造形装配，以便得到完整的离心压缩机三维模型，与目前人工选型拼装相比，提高了设计效率和准确性。
进一步的，为了使得设计得到的离心压缩机的三维结构设计结果更加合理，本实施例方法在得到离心压缩机的三维结构设计结果之后，还可以包括：利用预设进出气风筒流速算法、预设轴向推力算法、预设轴头强度算法，对三维结构设计结果进行计算验证；参照计算验证结果，确定是否对三维结构设计结果进行调整，使得三维结构设计结果符合设计标准。其中，预设进出气风筒流速算法、预设轴向推力算法、预设轴头强度算法可以根据实际需求预先配置，用于计算离心压缩机正常状态下合理的状态参数。通过这种计算验证方式，有效保证了设计的合理性与可靠性。
为了说明本实施例方法的具体实施过程，结合上述内容，给出如下具体实例，但不限于此：
首先在完善模型库的基础上，进行参数化机芯的智能设计。利用基本级数据与选配的通用件提供的数据，进行通流件的造型和结构件的装配。对于转子设计：
(a)叶轮设计，获取各级叶轮的型式与直径后，在模型库中检索叶轮基本级，然后进行先期模化，如图2所示，后续用户可根据模化后形状可进一步调整或者更改。
(b)主轴设计，主轴在设计过程中需要根据预先选定的通用件进行主轴两端造形选配，包括叶轮处轴段、轴端密封轴段、干气密封轴段、支撑轴承轴段、推力轴承轴段和轴头段等，如图3所示。分别与叶轮、端盖、轴承等有关，同时可进行轴头强度校核，集成轴承功耗与油量计算曲线等计算功能。
(c)隔套与平衡盘设计，隔套起到前后级过渡的功能，包括首级隔套与中间隔套，其中中间隔套还有的带轴肩。根据级连接弧规则可连接前一级叶盘与后一级叶轮，实现复杂的隔套造型，如图4所示。平衡盘设计时关系到轴向推力计算，因此根据方案中叶轮进出口静压与前期进行的结构设计获取的数据进行计算平衡盘高度并校核轴承比压。
(d)其他转子件设计
转子除流道部分外还包括部分通用件，如轴端螺母、推力盘、圆盘、调整块等，根据主轴选择的轴端型式选择匹配的通用件，构成完整的转子模型。
对于定子设计：
(1)机壳设计
机壳为压缩机最大的承压结构件，包括最原始的定位与基准，机壳的长度几乎关系到整个机芯部分的轴向尺寸，而风筒的定位和风筒以外两侧的结构也关系到转定子通用件的装配基准，是进出口蜗室造型的重要参考。因此机壳内包含了大量的尺寸数据和定位数据，通过本实施例方法经过分析计算之后成为其它模型设计和装配的数据来源。筒型机壳设计时，两端基本为通用结构，可能出现调整的是机壳的长度和进出风筒的规格与布置，如图5所示。
(2)内机壳与隔板设计
根据机壳筒体与风筒设计参数选择合适内机壳模型，进行流道部分的切割造形，同时根据隔板止口规则进行止口尺寸设置。在确定叶轮基本级后，会检索相对应的隔板基本级进行模化变形，同时会根据加载位置进行自动装配，如图6所示。
(3)密封设计
密封分为口圈密封、级间密封和平衡盘密封。口圈密封设计包括密封形式，是否带阻流栅，密封齿形、直径、齿高、间隙等参数。级间密封设计包括型式，是否构成流道，齿形数据等参数，构成流道时也会参考级间连接弧规则进行设置。平衡盘密封设计包括型式、齿形数据，是否带反吹气等参数，平衡盘尺寸可能会根据平衡盘校核高度进行调整，如图7所示。
(4)定子通用件设计
定子通用件包括左右端盖区部件，轴承区部件等，根据选用机壳和出口隔板进行搭配选择，并进行自动安装。
(5)智能设计系统可配置调整
丰富智能设计系统模型库与数据库，规范入库建模要求，使程序能够识别并进行有效控制。整理离心压缩机可配置数据，尤其是基本级数据与通用结构数据，适应不同模型级方案时的数据准备，但同时需要注意数据保密，防止数据外泄。
本实施例提供的方法，通过固化标准结构库、固化三维设计规范，实现了适应离心压缩机机芯变化的三维快速设计，大幅提高了离心压缩机的三维设计效率。缩短设计周期和优化离心压缩机设计质量，降低设计者工作任务量，实现零部件自动生成与自动安装，提高离心压缩机设计的智能化程度，为将来智能设计与智能制造进行先期探索。
进一步的，作为图1方法的具体实现，本实施例提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置，如图8所示，本装置包括：获取单元21、解析单元22、查询单元23、造形单元24、拼装单元25。
获取单元21，可用于获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件；
解析单元22，可用于对设计方案文件和设计规范文件分别进行解析；
查询单元23，可用于根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型；
造形单元24，可用于参照第一待拼装模型的模型尺寸信息，从预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型；
拼装单元25，可用于在根据第一待拼装模型与第二待拼装模型，实现离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现离心压缩机不同级部件的拼装；
拼装单元25，还可用于依据解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到离心压缩机的三维结构设计结果。
在具体的应用场景中，解析单元22，具体可以用于对设计方案文件进行解析，得到离心压缩机包含的各个部件信息；及对设计规范文件进行解析，得到离心压缩机部件的设计规范规则信息；
相应的，查询单元23，具体可以用于从预设模型基础库中查询与目标部件信息相对应的第一基本部件模型；根据目标部件信息中的尺寸信息，并结合与目标部件信息匹配的设计规范规则信息，对第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型。
在具体的应用场景中，造形单元24，具体可用于若第一待拼装模型为离心压缩机流道部分的部件模型，则查询与第一待拼装模型对应部件信息属于同一级的、且相关联的其它部件信息的尺寸信息；按照其它部件信息的尺寸信息，从预设模型基础库中选择与其它部件信息相对应的第二基本部件进行改造变形，得到第二待拼装模型；或创建简单部件模型，并按照其它部件信息的尺寸信息对简单部件模型进行切屑处理，得到第二待拼装模型。
在具体的应用场景中，拼装单元25，具体可用于选取中间流道通流面积为上级回流器出口通流面积与下级叶轮进口面积的一半作为规则，并参照上下两级叶轮最大和最小直径，确定上下两级之间的连接弧；调整连接弧的弧度达到最大，且保证不能干涉上下两级的级间密封强度；按照调整到最大的连接弧尺寸信息，对上下两级进行部件拼装。
在具体的应用场景中，拼装单元25，具体还可用于从各个部件信息中获取风筒部件的设计参数信息；根据设计参数信息，计算风筒部件不同截面的进气面积；依据风筒部件不同截面的进气面积和第一级叶轮模型的高度、最小直径，确定进气蜗室部件的尺寸信息；按照进气蜗室部件的尺寸信息，以及结合与进气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，计算排气蜗室部件不同截面的排气面积，并根据这些不同截面的排气面积从预设模型基础库中查询相对应的进气蜗室部件模型并进行变形调整，得到离心压缩机的进气蜗室部件模型；及依据最后一级叶轮模型的高度、最小直径，以及结合与排气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，从预设模型基础库中查询相对应的排气蜗室部件模型并进行变形调整，得到离心压缩机的排气蜗室部件模型。
在具体的应用场景中，拼装单元25，具体还可用于获取不同级部件拼装后的离心压缩机叶轮部件模型的尺寸信息；参照叶轮部件模型的尺寸信息，确定离心压缩机机壳部件模型的尺寸信息；参照机壳部件模型的尺寸信息，确定离心压缩机端盖部件模型的尺寸信息；按照端盖部件模型的尺寸信息和机壳部件模型的尺寸信息，并结合端盖部件模型和机壳部件模型分别匹配的设计规范规则信息，从预设模型基础库中查询相对应的端盖通用件模型和机壳通用件模型，以及与端盖通用件模型的类型信息匹配的固定通用件模型；利用机壳通用件模型、端盖通用件模型和固定通用件模型，实现离心压缩机外壳装配。
在具体的应用场景中，如图9所示，本装置还可包括：验证单元26、调整单元27；
验证单元26，可用于在得到离心压缩机的三维结构设计结果之后，利用预设进出气风筒流速算法、预设轴向推力算法、预设轴头强度算法，对三维结构设计结果进行计算验证；
调整单元27，可用于参照计算验证结果，确定是否对三维结构设计结果进行调整，使得三维结构设计结果符合设计标准。
需要说明的是，本实施例提供的一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1中的对应描述，在此不再赘述。
基于上述如图1所示方法，相应的，本实施例还提供了一种存储设备，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现图1中所示的离心压缩机三维数字化智能结构设计方法。该程序可基于Creo三维设计软件的二次开发，Creo软件本身具有强大的三维设计功能，在此基础上进行个性化定制开发可以使设计更便捷，更能适应的设计方式。该程序可嵌入在Creo软件界面中，程序界面为设计界面，三维软件为生成界面。采用微软基础类库(Microsoft Foundation Classes，MFC)技术制作了智能设计界面，同时提供后台计算与数据库功能。并利用MFC中以C++类的形式封装的Windows API，创建应用程序框架，来减少应用程序开发人员的工作量。
基于上述如图1所示方法以及如图8和图9所示虚拟装置的实施例，本实施例还提供了一种离心压缩机三维数字化智能结构设计的实体设备，如图10所示，该装置包括：处理器31、存储设备32、及存储在存储设备32上并可在处理器31上运行的计算机程序，所述处理器31执行所述程序时实现图1中所示的离心压缩机三维数字化智能结构设计方法；该装置还包括：总线33，被配置为耦接处理器31及存储设备32。
通过应用本实施例的技术方案，与目前通过人工手动绘制设计离心压缩机的方式相比，可以可自动化完成离心压缩机三维设计，无需人工手动绘制离心压缩机模型，可以提高离心压缩机设计效率以及准确性，进而提升了设计质量。同时可以有效提高部件的通用性并准确控制毛坯余量，大幅提高生产效率降低生产成本，对于研发及工艺的相关工作同样起到了强大的辅助作用。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种离心压缩机三维数字化智能结构设计方法，其特征在于，包括：
获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件；
对所述设计方案文件和所述设计规范文件分别进行解析；
根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型；
参照所述第一待拼装模型的模型尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与所述第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型；
在根据所述第一待拼装模型与所述第二待拼装模型，实现所述离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现所述离心压缩机不同级部件的拼装；
依据所述解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到所述离心压缩机的三维结构设计结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述设计规范文件和所述设计方案文件分别进行解析，具体包括：
对所述设计方案文件进行解析，得到所述离心压缩机包含的各个部件信息；及
对所述设计规范文件进行解析，得到所述离心压缩机部件的设计规范规则信息；
所述根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型，具体包括：
从预设模型基础库中查询与目标部件信息相对应的第一基本部件模型；
根据所述目标部件信息中的尺寸信息，并结合与所述目标部件信息匹配的设计规范规则信息，对所述第一基本部件模型进行改造变形，得到所述第一待拼装模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，参照所述第一待拼装模型的模型尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与所述第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型，具体包括：
若所述第一待拼装模型为所述离心压缩机流道部分的部件模型，则查询与所述第一待拼装模型对应部件信息属于同一级的、且相关联的其它部件信息的尺寸信息；
按照所述其它部件信息的尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择与所述其它部件信息相对应的第二基本部件进行改造变形，得到所述第二待拼装模型；或
创建简单部件模型，并按照所述其它部件信息的尺寸信息对所述简单部件模型进行切屑处理，得到所述第二待拼装模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用预定最大弧算法，实现所述离心压缩机不同级部件的拼装，具体包括：
选取中间流道通流面积为上级回流器出口通流面积与下级叶轮进口面积的一半作为规则，并参照上下两级叶轮最大和最小直径，确定上下两级之间的连接弧；
调整所述连接弧的弧度达到最大，且保证不能干涉所述上下两级的级间密封强度；
按照调整到最大的连接弧尺寸信息，对所述上下两级进行部件拼装。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，依据所述解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计，具体包括：
从所述各个部件信息中获取风筒部件的设计参数信息；
根据所述设计参数信息，计算所述风筒部件不同截面的进气面积；
依据所述不同截面的进气面积和第一级叶轮模型的高度、最小直径，确定进气蜗室部件的尺寸信息；
按照所述进气蜗室部件的尺寸信息，以及结合与所述进气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，从所述预设模型基础库中查询相对应的进气蜗室部件模型并进行变形调整，得到所述离心压缩机的进气蜗室部件模型；及
依据最后一级叶轮模型的高度、最小直径，以及结合与排气蜗室部件匹配的设计规范规则信息，计算所述排气蜗室部件不同截面的排气面积，并根据所述不同截面的排气面积从所述预设模型基础库中查询相对应的排气蜗室部件模型并进行变形调整，得到所述离心压缩机的排气蜗室部件模型。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对不同级部件拼装后的离心压缩机进行通用件造形装配，具体包括：
获取不同级部件拼装后的离心压缩机叶轮部件模型的尺寸信息；
参照所述叶轮部件模型的尺寸信息，确定所述离心压缩机机壳部件模型的尺寸信息；
参照所述机壳部件模型的尺寸信息，确定所述离心压缩机端盖部件模型的尺寸信息；
按照所述端盖部件模型的尺寸信息和所述机壳部件模型的尺寸信息，并结合所述端盖部件模型和所述机壳部件模型分别匹配的设计规范规则信息，从所述预设模型基础库中查询相对应的端盖通用件模型和机壳通用件模型，以及与所述端盖通用件模型的类型信息匹配的固定通用件模型；
利用所述机壳通用件模型、所述端盖通用件模型和所述固定通用件模型，实现所述离心压缩机外壳装配。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在得到所述离心压缩机的三维结构设计结果之后，所述方法还包括：
利用预设进出气风筒流速算法、预设轴向推力算法、预设轴头强度算法，对所述三维结构设计结果进行计算验证；
参照计算验证结果，确定是否对所述三维结构设计结果进行调整，使得所述三维结构设计结果符合设计标准。
8.一种离心压缩机三维数字化智能结构设计装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取预先配置的离心压缩机对应的设计方案文件和设计规范文件；
解析单元，用于对所述设计方案文件和所述设计规范文件分别进行解析；
查询单元，用于根据解析结果，从预设模型基础库中查询相对应的第一基本部件模型进行改造变形，得到第一待拼装模型；
造形单元，用于参照所述第一待拼装模型的模型尺寸信息，从所述预设模型基础库中选择第二基本部件进行连锁造形，得到与所述第一待拼装模型同一级的、且相关联的第二待拼装模型；
拼装单元，用于在根据所述第一待拼装模型与所述第二待拼装模型，实现所述离心压缩机同一级部件的拼装后，利用预定最大连接弧算法，实现所述离心压缩机不同级部件的拼装；
所述拼装单元，还用于依据所述解析结果，对不同级部件拼装后的离心压缩机进出口进行造形设计以及通用件造形装配，得到所述离心压缩机的三维结构设计结果。
9.一种存储设备，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的离心压缩机三维数字化智能结构设计方法。
10.一种离心压缩机三维数字化智能结构设计设备，包括存储设备、处理器及存储在存储设备上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述的离心压缩机三维数字化智能结构设计方法。
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Cited By (2)
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| CN113536474A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-22 | 四川大学 | 一种离心式风机叶轮参数化设计系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102789518A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-11-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种压缩机消音器优化设计方法 |
| CN108073772A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-25 | 沈阳鼓风机集团股份有限公司 | 离心压缩机设计方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102789518A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-11-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种压缩机消音器优化设计方法 |
| CN108073772A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-25 | 沈阳鼓风机集团股份有限公司 | 离心压缩机设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王玉旌 等: "基于 Creo 的 BCL离心压缩机三维自顶向下设计方法研究", 《现代工业经济和信息化》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111161401A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-15 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 压缩机的设计方法、装置及设备 |
| CN111161401B (zh) * | 2019-12-18 | 2024-02-23 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 压缩机的设计方法、装置及设备 |
| CN113536474A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-22 | 四川大学 | 一种离心式风机叶轮参数化设计系统及方法 |
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