【摘要】：軸向柱塞泵因結(jié)構緊湊、噪音低、功率密度大、性能優(yōu)和壽命長等優(yōu)勢成為高壓大排量液壓泵發(fā)展的主要方向,并且隨著污染清潔技術的不斷發(fā)展及工作介質(zhì)的多樣化,軸向柱塞泵的應用也正愈來愈廣泛。而浮杯泵是融合傳統(tǒng)軸向柱塞泵優(yōu)點開發(fā)出的新型液壓動力元件,在改善流量脈動、降低噪聲、減少磨損、提高工作效率等方面具有一定的優(yōu)勢,且在結(jié)構上也做出了較大的改變。為了解浮杯泵的基本性能和為國內(nèi)研究浮杯式結(jié)構的學者做一些前期的鋪墊性工作,本文對其做了詳細的研究分析。理論上,首先分析了柱塞、浮杯、滾筒這些關鍵部件的受力情況,推導出影響浮杯泵功率密度的相關參數(shù)及柱塞頸所受最大應力和球形節(jié)直徑分別與總柱塞數(shù)和滾筒傾角間的關系;分析了浮杯泵的運動學及動力學特性和浮杯的橢圓形運動軌跡并據(jù)此設計出防止浮杯卡死的壓緊彈簧,通過有限元仿真觀察其變形情況并提出加固區(qū)域及方法。分析了浮杯泵球頭柱塞副的泄漏特點,并利用數(shù)值仿真分析對比三種空腔尺寸得出直徑為8mm,深度為6mm的空腔柱塞頭可在變形后對柱塞副間的泄漏形成有效的抑制。給出浮杯泵的理論流量脈動公式并分析了柱塞錯位式和完全對稱式兩種減小流量脈動的設計方法,對比流量不均勻系數(shù)得出柱塞錯位式布置具有流量脈動優(yōu)勢。利用ADAMS和AMESim軟件創(chuàng)建24柱塞結(jié)構的浮杯泵虛擬樣機模型進行聯(lián)合仿真。通過仿真測試浮杯泵的出口流量、壓力及脈動情況,并與理論分析做對比,驗證了所建虛擬樣機模型的準確性;而后分析了浮杯泵的運動特性及浮杯在不同滾筒傾角下的軸向運動,根據(jù)浮杯在滾筒板上的位移軌跡及軸向速度和加速度的曲線可知其與理論分析相吻合;接著分析了浮杯泵的力矩傳遞特性,證明了浮杯浮動性的優(yōu)勢。此外,對比泄漏量得出空腔柱塞頭改善密封的優(yōu)越性,還通過測試柱塞完全對稱式和錯位式兩種配流結(jié)構下浮杯腔的出口流量和泵的出口流量驗證了錯位式布置下流量振蕩幅度更小,脈動更平穩(wěn),工作更穩(wěn)定。通過各種測試驗證了浮杯泵虛擬樣機模型仿真結(jié)果與理論分析得到的參數(shù)變化規(guī)律基本相符。
【圖文】：

基于虛擬樣機的浮杯泵數(shù)值仿真分析1.2 柱塞泵綜述1.2.1 軸向柱塞泵的發(fā)展演變軸向柱塞泵的起源可追溯至 16 世紀初，RAMELI 研發(fā)出一種皮革密封的泵，用于從礦井里往外汲水，如圖 1.1 所示，其結(jié)構與現(xiàn)代的軸向柱塞泵有些相似[6]。圖 1.2 顯示了 William Esty 在 1887 年申請的蒸汽機專利。該設計出現(xiàn)了帶有滑靴的柱塞，柱塞和滑靴能在斜盤上連續(xù)運行，可稱得上是斜盤原理應用的雛形。

基于虛擬樣機的浮杯泵數(shù)值仿真分析1.2 柱塞泵綜述1.2.1 軸向柱塞泵的發(fā)展演變軸向柱塞泵的起源可追溯至 16 世紀初，RAMELI 研發(fā)出一種皮革密封的泵，用于從礦井里往外汲水，，如圖 1.1 所示，其結(jié)構與現(xiàn)代的軸向柱塞泵有些相似[6]。圖 1.2 顯示了 William Esty 在 1887 年申請的蒸汽機專利。該設計出現(xiàn)了帶有滑靴的柱塞，柱塞和滑靴能在斜盤上連續(xù)運行，可稱得上是斜盤原理應用的雛形。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH137.51

【參考文獻】

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本文編號：2590308