音圈电机直驱水液压协同配流柱塞泵设计与运动控制研究

发布时间：2021-01-12 02:36

　　水液压泵是水液压系统的核心动力元件。因水的粘度低、润滑特性差等特点,水液压泵的泄漏、摩擦磨损等问题较油压泵更为突出。直线驱动式柱塞泵省去了旋转直线运动变换机构,既减少了摩擦副数量,改善了受力状况,同时简化了柱塞泵的结构。协同配流有效改善了单向阀配流中当柱塞往复频率提高,阀芯响应滞后,柱塞泵流量下降的问题。音圈电机因其响应快、精度高、频响高等特点,适合应用于协同配流中柱塞往复频率高、位置要求准确的情况,此外可以通过调节运动振幅和频率对流量进行调节。本文设计了一种音圈电机直线驱动的柱塞泵,采取协同配流原理。分析了柱塞泵的运行原理,对运动方式进行了规划,得到了柱塞泵输出流量的理论模型。对柱塞泵的结构进行了设计,通过柱塞的受力分析、泄漏分析、柱塞的强度及接触分析,得到了柱塞泵的泄漏模型,验证了柱塞的强度符合要求等。利用AMESim建立柱塞泵的整体模型,仿真证明了柱塞泵的可行性。对柱塞副间隙、柱塞副偏心距、两种柱塞泵结构下柱塞副初始接触长度、柱塞倾斜、柱塞遮盖量等与柱塞泵输出特性的关系进行了仿真,确定了柱塞泵的结构参数。对双电机的运动幅值、频率、相位和柱塞泵输出特性进行了仿真,得到了合理的电机运... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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?大连海事大学专业学位硕士学位论文???ｒＡ??？?ｌ－ｃ?ｓｉｉｃｉｆｒＡＡ：．ｉｔｅＡａｔｒ?－?４?－?－?■??８?．?１?．：?？??＾－＝ｙ＝??图１．?１德国Ｈａｕｈｉｎｃｏ公司径向Ｉ＇伐ｊ配流水液压条??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒａｄｉａｌ?ｖａｌｖｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｕｍｐ?ｏｆ?Ｈａｕｈｉｎｃｏ?ｃｏｍｐａｎｙ?ｉｎ?Ｇｅｒｍａｎｙ??￣??ｉ－ｒｐ?ｒｒｒｐ??图１．?２日本Ｋａｙａｂａ公司阀配流水液压泵??Ｆｉｇ．?１．２?Ｖａｌｖｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｕｍｐ?ｏｆ?Ｋａｙａｂａ?ｃｏｍｐａｎｙ?ｉｎ?Ｊａｐａｎ??美国的ＩＳＴＩＤｅｌｅｗａｒｅ公司与Ｄｅｌａｗａｒｅ大学合作研制的阀配流轴向柱塞栗如图１．３??所示，该柱塞泵大部分结构采用工程材料，例如柱塞泵的泵体、柱塞、滑靴、滑动轴承、??单向阀等，该柱塞泵的压力为６．３?ＭＰａ，容积效率约为９２％－９５％，己经累计运行了??２６００ｈｌ，２］〇??图１．?３美国Ｄｅｌａｗａｒｅ阀配流柱塞泵??Ｆｉｇ．?１．３?Ｖａｌｖｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｐｕｍｐ?ｏｆ?Ｄｅｌａｗａｒｅ?ｃｏｍｐａｎｙ?ｉｎ?Ａｍｅｒｉｃａ??自１９９４年，芬兰坦佩雷理工太学（ＴＵＴ）的ＩＨＡ研究所为国际热核试验堆（ＩＴＥＲ）??３??

?音圈电机直驱水液压协同配流柱塞泵凌计与运动控制研究?＋???的分流器维护开发了几种水压驱动工具。如图１．４所示是其研制的一种水液压柱塞泵，??将五个柱塞排成一列，有五个相同的活塞缸和单向阀组件，将它们装配到一起形成一个??整体，在轴上偏心装配不锈钢轴承构成凸轮轴，凸轮轴旋转，使活塞作往复运动，活塞??通过弹簧压在轴承上，可以通过安装不同数量的组件对泵进行扩展。压力高达２１ＭＰａ，??在１２－１８ＭＰａ的压力下，容积效率达到了７６％，流量大小约为２．６－２．９Ｌ／ｍｉｎ［１３＿ｌ４］。??＿?■－?＇！?－??图１．４直列式阀配流柱塞泵??Ｆｉｇ．?１．４?Ｉｎ?ｌｉｎｅ?ｖａｌｖｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｐｌｕｎｇｅｒ?ｐｕｍｐ??国内最早对水液压传动技术进行研宄的高校是华中科技大学。根据己经公布的文献，??华科研发的水液压柱塞泵多使用油水分离和阀配流结构。１９％年该校研制出了国内第一??台油水分离中低压轴向柱塞式海水泵［１５］。２００５年又研制出了第一台斜盘连杆式柱塞泵，??仍采取油水分离和阀配流结构。在柱塞泵中，柱塞和斜盘通过连杆铰接，柱塞泵运行中??斜盘作圆锥摆动。测试结果表明，柱塞泵的压力达到１４?ＭＰａ，流量达到３００?Ｌ／ｍｉｎ［１６］，??同年华科又研制出了基于全海水润滑的海水泵样机，经过累计５０小时的１４?ＭＰａ，?１０００??ｒ／ｍｉｎ的额定工况试验，输出流量为４０?Ｌ／ｍｉｎ，容积效率约为８２％。在２０１３年，该校又??研制了浮力调节超高压海水泵，如图１．５，该柱塞泵的特点是采用油水分离，单向阀与??柱塞泵缸孔工作环境是水，其它主要摩擦副工作环境为油液，并且通过密封圈分隔水和??油


本文编号：2971971