多作用内曲线径向柱塞泵配流盘的结构优化及仿真分析

发布时间：2021-09-25 00:02

　　多作用内曲线径向柱塞泵作为液压传动系统的核心动力元件,具有负载压力高、排量大、低速稳定性好等优点,在船舶、矿山、工程机械等领域得到了广泛的应用。高压柱塞泵工作时产生的振动和噪声,严重限制了液压泵的工作性能和寿命。随着科技的进步,液压元件向着安全可靠、节能环保等方向迅速发展,对液压泵进行减振降噪的优化设计是未来发展的必然趋势。本文研究对象是端面配流式六作用十柱塞内曲线径向柱塞泵,配流副作为端面配流式径向柱塞泵最关键的摩擦副之一,由于接触面积大,最容易发生磨损和泄漏,其运行状态影响着整个径向柱塞泵的工作性能。首先,对端面配流盘进行理论设计,并且对配流副分别在稳态和瞬态两种工况下进行受力分析,并在径向柱塞泵遭遇突变载荷的工况,采用Matlab分析配流副油膜动态特性,得出随着配流副间隙稳态初始油膜厚度的增加,经过负载压力突变后径向柱塞泵配流副油膜厚度的突变幅值逐渐减小,重新调整到平衡状态的时间增长。其次,也是本文研究的重点,采用CFD仿真软件Pumplinx的径向柱塞动网格模块对六作用十柱塞内曲线径向柱塞泵进行流场仿真,通过仿真分析可知在柱塞腔配流孔和配流盘高、低压配流窗口连接处,配流副间隙油... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单作用恒压式径向柱塞泵结构图

多作用内曲线径向柱塞泵配流盘的结构优化及仿真分析2图1.1单作用恒压式径向柱塞泵结构图相比单作用径向柱塞泵，多作用内曲线径向柱塞泵具有低转速、大排量、低速稳定性好等优点，其广泛应用在工程机械、建筑机械、矿山机械等多个生产领域[7]。泵的配流方式决定了其工作特点和性能，通常多作用内曲线径向柱塞泵的配流方式有轴配流和端面配流两种配流结构方式[8-10]。如图1.2为径向柱塞泵配流机构，国内大多数径向柱塞泵均采用轴配流结构，但是由于配流轴上的径向力分布不均，泄漏量大，密封长度长以及配流轴和轴套之间有相对运动，导致配流轴与轴套之间产生严重的磨损，并且无法自动补偿磨损间隙和密封间隙，很容易引起配流轴的偏磨和抱轴现象。因此轴配流式径向柱塞泵工作效率较低、使用寿命较短[11]。a)轴配流结构b)端面配流结构图1.2多作用内曲线径向柱塞泵配流机构

多作用内曲线径向柱塞泵配流盘的结构优化及仿真分析4图1.3多作用内曲线径向柱塞泵结构图图1.4为端面配流式多作用内曲线径向柱塞泵的工作原理图，AB是定子环上一段完整的吸排油曲线,当柱塞从过渡阶段到吸油阶段时，缸体(转子)带动柱塞滚子组件绕定子环AC段旋转,柱塞伸出柱塞腔,柱塞腔容积增大，柱塞腔配流孔底部和配流盘吸油配流窗口接通，液压油从进油口经配流盘吸油配流窗口，在通过柱塞腔底部配流孔进入柱塞腔内，完成吸油过程；当柱塞从过渡阶段到排油阶段时，缸体带动柱塞滚子组件绕定子环CB段旋转,柱塞在定子环的作用下收缩回柱塞腔，腔内容积减小，液压油被挤压出柱塞腔，经柱塞腔底配流孔流进配流盘排油配流窗口，最终到出油口，完成排油过程。在定子环上有X段与圆弧AB相同的曲线，即多作用定子曲线，缸体带动滚子在定子环旋转一周完成多次吸排油过程。图1.4多作用内曲线径向柱塞泵工作原理图


本文编号：3408695