低温环境下挖掘机轴向柱塞泵研制与试验研究
发布时间：2022-01-06 07:51
近年来,随着中国基建事业的高速发展,越来越多的世界级高难度大型基建工程项目被开发,与此同时,对工程机械的需求也日益增加,液压挖掘机作为工程建设中最主要的工程机械机型之一,其需求量尤为突出。由于部分大型基建项目工作环境恶劣,在高寒（-40℃）沙漠地带,这对工程机械,尤其液压挖掘机提出了更加严峻的挑战,柱塞泵作为液压挖掘机的核心动力元件,自然也被提出了新的更高的要求,然而传统柱塞泵无法满足低温环境下的特殊工况,因此研制适用于低温环境下的柱塞泵迫在眉睫。本文在国内外柱塞泵研究的基础上,为了使柱塞泵朝着更低的使用温度发展,展开了一系列研究,具体如下:首先,通过对低温工况和柱塞泵使用性能进行分析,综合比较各种柱塞泵结构后,选择以哈威V60N系列斜盘式轴向柱塞泵为基础。通过理论计算和逆向设计完成了柱塞、滑靴等关键零件的结构设计和尺寸计算,同时对缸体稳定性、滑靴平衡性及油膜厚度进行了验证性计算与分析。并利用Autodesk Inventor软件对柱塞泵完成三维装配建模,进行了干涉检查。其次,针对低温工况对液压柱塞泵性能的影响,在液压油、橡胶密封件材料、元件金属材料等方面进行了分析研究。通过分析液压油...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴向柱塞泵分类Fig.1.1Classificationofaxialpistonpumps
西华大学硕士学位论文3盘式配流的轴向柱塞泵按结构可分为直轴式（也称斜盘式）轴向柱塞泵和斜轴式（也称摆缸式）轴向柱塞泵两类[14,15]。斜盘式轴向柱塞泵其斜盘轴线与缸体轴线形成一倾角，柱塞滑靴组件在液压油的作用下，使滑靴端面压紧在斜盘上，如图1.2所示。斜轴式轴向柱塞泵的柱塞轴线与转轴轴线成一定角度的夹角，传动轴端部用万向铰链，连杆与缸体中的每个柱塞相连接，如图1.3所示。图1.2斜盘式轴向柱塞泵简图图1.3斜轴式轴向柱塞泵简图Fig.1.2SketchofswashplateaxialplungerpumpFig.1.3DiagramsofObliqueAxialPistonPump对比斜盘式与斜轴式两种结构的轴向柱塞泵，发现各有千秋，具体如表1.1所示。斜轴式轴向柱塞泵结构中[16-18]，一方面由于缸体基本不承受倾倒力，所以缸体的稳定性强，倾覆力矩小，有助于柱塞副和配流副的正常工作和稳定性；另一方面斜盘允许的倾角大，倾角可达30°，可在结构紧凑时，得到更大的排量。但是斜轴式轴向柱塞泵结构较复杂、加工难度大，制造成本高，在高速、高压条件下持续工作时限制较大。斜盘式轴向柱塞泵，由于柱塞副、配流副、滑靴副三大摩擦副均采用了静压支撑[19,20]，并且具有结构紧凑、变量机构简便、压力高、体积孝转速高、重量小等优点，从而获得了迅猛的发展，尤其在液压挖掘机上的应用更是广泛。表1.1斜盘式与斜轴式柱塞泵特点比较Tab.1.1Comparisonofcharacteristicsbetweenswashplatepistonpumpandswashshaftpistonpump型式斜盘式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵结构有后斜盘式和前斜盘式两种有双铰式与无铰式两种变量方式改变斜盘倾角，变量机构简单改变缸体倾角，变量机构复杂轴承受力轴向力与径向力均不大轴向力与径向力均较大体积与重量不大较大
西华大学硕士学位论文3盘式配流的轴向柱塞泵按结构可分为直轴式（也称斜盘式）轴向柱塞泵和斜轴式（也称摆缸式）轴向柱塞泵两类[14,15]。斜盘式轴向柱塞泵其斜盘轴线与缸体轴线形成一倾角，柱塞滑靴组件在液压油的作用下，使滑靴端面压紧在斜盘上，如图1.2所示。斜轴式轴向柱塞泵的柱塞轴线与转轴轴线成一定角度的夹角，传动轴端部用万向铰链，连杆与缸体中的每个柱塞相连接，如图1.3所示。图1.2斜盘式轴向柱塞泵简图图1.3斜轴式轴向柱塞泵简图Fig.1.2SketchofswashplateaxialplungerpumpFig.1.3DiagramsofObliqueAxialPistonPump对比斜盘式与斜轴式两种结构的轴向柱塞泵，发现各有千秋，具体如表1.1所示。斜轴式轴向柱塞泵结构中[16-18]，一方面由于缸体基本不承受倾倒力，所以缸体的稳定性强，倾覆力矩小，有助于柱塞副和配流副的正常工作和稳定性；另一方面斜盘允许的倾角大，倾角可达30°，可在结构紧凑时，得到更大的排量。但是斜轴式轴向柱塞泵结构较复杂、加工难度大，制造成本高，在高速、高压条件下持续工作时限制较大。斜盘式轴向柱塞泵，由于柱塞副、配流副、滑靴副三大摩擦副均采用了静压支撑[19,20]，并且具有结构紧凑、变量机构简便、压力高、体积孝转速高、重量小等优点，从而获得了迅猛的发展，尤其在液压挖掘机上的应用更是广泛。表1.1斜盘式与斜轴式柱塞泵特点比较Tab.1.1Comparisonofcharacteristicsbetweenswashplatepistonpumpandswashshaftpistonpump型式斜盘式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵结构有后斜盘式和前斜盘式两种有双铰式与无铰式两种变量方式改变斜盘倾角，变量机构简单改变缸体倾角，变量机构复杂轴承受力轴向力与径向力均不大轴向力与径向力均较大体积与重量不大较大
【参考文献】：
期刊论文
[1]小规格柱塞组件收口设计与生产仿真[J]. 刘会祥,于斌,侯定起. 机床与液压. 2019(05)
[2]表面微坑对高压轴向柱塞泵滑靴副油膜性能的影响[J]. 倪斯亮,吴怀超,赵丽梅,杨绿. 润滑与密封. 2018(06)
[3]柱塞泵反包柱塞收口的设计与制造[J]. 徐立强,孙宏飞,徐尚武,石运序. 机械设计与制造. 2017(11)
[4]弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 煤炭学报. 2016(04)
[5]轴向柱塞泵滑靴副传热特征[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 北京航空航天大学学报. 2016(03)
[6]轴向柱塞泵/滑靴副润滑磨损的影响因素分析[J]. 马纪明,李齐林,任春宇,陈娟. 北京航空航天大学学报. 2015(03)
[7]轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(07)
[8]基于ADAMS的液压挖掘机工作装置仿真研究[J]. 邓小林,韦衡冰. 机床与液压. 2013(21)
[9]柱塞副油膜温度分布的数值分析[J]. 王智慧,苑士华,彭增雄. 汽车工程. 2013(09)
[10]硅橡胶复合绝缘子耐低温性能研究[J]. 任贵清,李晓明,郭振芳,薄学微. 电瓷避雷器. 2012(05)
博士论文
[1]轴向柱塞泵摩擦副功率损失分析与表面形貌设计研究[D]. 胡敏.浙江大学 2017
硕士论文
[1]液压挖掘机的LUDV系统性能研究[D]. 陈叙.武汉科技大学 2019
[2]挖掘机行走马达的设计及实验研究[D]. 吉金鑫.江苏大学 2019
[3]材料匹配及表面织构对柱塞泵滑靴副摩擦学性能影响的研究[D]. 倪斯亮.贵州大学 2018
[4]定量双排通轴式轴向柱塞泵结构设计及性能分析[D]. 豆旭安.燕山大学 2018
[5]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副油膜特性研究[D]. 张梦俭.哈尔滨理工大学 2018
[6]重型车辆液压缓速制动系统的设计与分析[D]. 郭凯.大连理工大学 2017
[7]HD-VSO250轴向柱塞泵的研制[D]. 任春芳.哈尔滨工业大学 2015
[8]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副与滑靴副动态润滑特性研究[D]. 杨淼.哈尔滨工业大学 2014
[9]斜盘式轴向柱塞泵关键零部件结构优化设计[D]. 袁合.合肥工业大学 2014
[10]平衡式均流量轴向柱塞泵的柱塞运动特性研究[D]. 孔琳琳.安徽理工大学 2013
本文编号：3572061
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴向柱塞泵分类Fig.1.1Classificationofaxialpistonpumps
西华大学硕士学位论文3盘式配流的轴向柱塞泵按结构可分为直轴式（也称斜盘式）轴向柱塞泵和斜轴式（也称摆缸式）轴向柱塞泵两类[14,15]。斜盘式轴向柱塞泵其斜盘轴线与缸体轴线形成一倾角，柱塞滑靴组件在液压油的作用下，使滑靴端面压紧在斜盘上，如图1.2所示。斜轴式轴向柱塞泵的柱塞轴线与转轴轴线成一定角度的夹角，传动轴端部用万向铰链，连杆与缸体中的每个柱塞相连接，如图1.3所示。图1.2斜盘式轴向柱塞泵简图图1.3斜轴式轴向柱塞泵简图Fig.1.2SketchofswashplateaxialplungerpumpFig.1.3DiagramsofObliqueAxialPistonPump对比斜盘式与斜轴式两种结构的轴向柱塞泵，发现各有千秋，具体如表1.1所示。斜轴式轴向柱塞泵结构中[16-18]，一方面由于缸体基本不承受倾倒力，所以缸体的稳定性强，倾覆力矩小，有助于柱塞副和配流副的正常工作和稳定性；另一方面斜盘允许的倾角大，倾角可达30°，可在结构紧凑时，得到更大的排量。但是斜轴式轴向柱塞泵结构较复杂、加工难度大，制造成本高，在高速、高压条件下持续工作时限制较大。斜盘式轴向柱塞泵，由于柱塞副、配流副、滑靴副三大摩擦副均采用了静压支撑[19,20]，并且具有结构紧凑、变量机构简便、压力高、体积孝转速高、重量小等优点，从而获得了迅猛的发展，尤其在液压挖掘机上的应用更是广泛。表1.1斜盘式与斜轴式柱塞泵特点比较Tab.1.1Comparisonofcharacteristicsbetweenswashplatepistonpumpandswashshaftpistonpump型式斜盘式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵结构有后斜盘式和前斜盘式两种有双铰式与无铰式两种变量方式改变斜盘倾角，变量机构简单改变缸体倾角，变量机构复杂轴承受力轴向力与径向力均不大轴向力与径向力均较大体积与重量不大较大
西华大学硕士学位论文3盘式配流的轴向柱塞泵按结构可分为直轴式（也称斜盘式）轴向柱塞泵和斜轴式（也称摆缸式）轴向柱塞泵两类[14,15]。斜盘式轴向柱塞泵其斜盘轴线与缸体轴线形成一倾角，柱塞滑靴组件在液压油的作用下，使滑靴端面压紧在斜盘上，如图1.2所示。斜轴式轴向柱塞泵的柱塞轴线与转轴轴线成一定角度的夹角，传动轴端部用万向铰链，连杆与缸体中的每个柱塞相连接，如图1.3所示。图1.2斜盘式轴向柱塞泵简图图1.3斜轴式轴向柱塞泵简图Fig.1.2SketchofswashplateaxialplungerpumpFig.1.3DiagramsofObliqueAxialPistonPump对比斜盘式与斜轴式两种结构的轴向柱塞泵，发现各有千秋，具体如表1.1所示。斜轴式轴向柱塞泵结构中[16-18]，一方面由于缸体基本不承受倾倒力，所以缸体的稳定性强，倾覆力矩小，有助于柱塞副和配流副的正常工作和稳定性；另一方面斜盘允许的倾角大，倾角可达30°，可在结构紧凑时，得到更大的排量。但是斜轴式轴向柱塞泵结构较复杂、加工难度大，制造成本高，在高速、高压条件下持续工作时限制较大。斜盘式轴向柱塞泵，由于柱塞副、配流副、滑靴副三大摩擦副均采用了静压支撑[19,20]，并且具有结构紧凑、变量机构简便、压力高、体积孝转速高、重量小等优点，从而获得了迅猛的发展，尤其在液压挖掘机上的应用更是广泛。表1.1斜盘式与斜轴式柱塞泵特点比较Tab.1.1Comparisonofcharacteristicsbetweenswashplatepistonpumpandswashshaftpistonpump型式斜盘式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵结构有后斜盘式和前斜盘式两种有双铰式与无铰式两种变量方式改变斜盘倾角，变量机构简单改变缸体倾角，变量机构复杂轴承受力轴向力与径向力均不大轴向力与径向力均较大体积与重量不大较大
【参考文献】：
期刊论文
[1]小规格柱塞组件收口设计与生产仿真[J]. 刘会祥,于斌,侯定起. 机床与液压. 2019(05)
[2]表面微坑对高压轴向柱塞泵滑靴副油膜性能的影响[J]. 倪斯亮,吴怀超,赵丽梅,杨绿. 润滑与密封. 2018(06)
[3]柱塞泵反包柱塞收口的设计与制造[J]. 徐立强,孙宏飞,徐尚武,石运序. 机械设计与制造. 2017(11)
[4]弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 煤炭学报. 2016(04)
[5]轴向柱塞泵滑靴副传热特征[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 北京航空航天大学学报. 2016(03)
[6]轴向柱塞泵/滑靴副润滑磨损的影响因素分析[J]. 马纪明,李齐林,任春宇,陈娟. 北京航空航天大学学报. 2015(03)
[7]轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(07)
[8]基于ADAMS的液压挖掘机工作装置仿真研究[J]. 邓小林,韦衡冰. 机床与液压. 2013(21)
[9]柱塞副油膜温度分布的数值分析[J]. 王智慧,苑士华,彭增雄. 汽车工程. 2013(09)
[10]硅橡胶复合绝缘子耐低温性能研究[J]. 任贵清,李晓明,郭振芳,薄学微. 电瓷避雷器. 2012(05)
博士论文
[1]轴向柱塞泵摩擦副功率损失分析与表面形貌设计研究[D]. 胡敏.浙江大学 2017
硕士论文
[1]液压挖掘机的LUDV系统性能研究[D]. 陈叙.武汉科技大学 2019
[2]挖掘机行走马达的设计及实验研究[D]. 吉金鑫.江苏大学 2019
[3]材料匹配及表面织构对柱塞泵滑靴副摩擦学性能影响的研究[D]. 倪斯亮.贵州大学 2018
[4]定量双排通轴式轴向柱塞泵结构设计及性能分析[D]. 豆旭安.燕山大学 2018
[5]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副油膜特性研究[D]. 张梦俭.哈尔滨理工大学 2018
[6]重型车辆液压缓速制动系统的设计与分析[D]. 郭凯.大连理工大学 2017
[7]HD-VSO250轴向柱塞泵的研制[D]. 任春芳.哈尔滨工业大学 2015
[8]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副与滑靴副动态润滑特性研究[D]. 杨淼.哈尔滨工业大学 2014
[9]斜盘式轴向柱塞泵关键零部件结构优化设计[D]. 袁合.合肥工业大学 2014
[10]平衡式均流量轴向柱塞泵的柱塞运动特性研究[D]. 孔琳琳.安徽理工大学 2013
本文编号：3572061
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