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超高压轴向柱塞泵关键零件的结构分析

发布时间:2018-12-12 15:25
【摘要】:超高压化是液压泵的重要发展方向之一。本文以现有高压轴向柱塞泵的结构为基础,对其传动轴、柱塞、滑靴、缸体和斜盘等关键零件进行载荷与结构分析,并建立相应的分析方法和流程,解决分析过程中的主要技术难点,为开发设计超高压轴向柱塞泵建立基础。载荷分析分为一般结构的载荷分析和具体结构的载荷分析。前者是本课题的理论基础,为结构分析提供理论依据。根据各关键零件受力情况,分别画出受力简图,标示其所受力或力矩的位置。由力学、数学和液压等相关知识建立方程,解方程求得各力或力矩大小的解析表达式。后者为结构分析提供数据依据,是前者的具体应用。根据各力和力矩的表达式及具体结构的参数取值,运用MATLAB软件进行计算,求出力或力矩在50MPa压力下的函数图像和最大、最小值等数值结果。结构分析部分主要根据载荷分析的结果,应用ANSYS Workbench软件,分别对各个关键零件进行结构分析,直接求得零件的应力和变形情况,并对结果进行分析,指出各个零件的应力和总变形的最大值及其位置,作为设计50MPa工作压力的轴向柱塞泵相应零件的重要依据。结构分析结果表明,现有结构关键零件的应力和变形不满足超高压工况下的强度和刚度要求,需要在材料、结构设计和制造工艺等方面进一步改进。本文建立的载荷和结构分析方法,适用于同类结构的柱塞泵关键零件。在后续超高压泵的设计中,可以运用本方法代入新的结构参数即可进行结构分析,检验设计方案的可行性。
[Abstract]:Ultra-high pressure pump is one of the important development directions of hydraulic pump. Based on the structure of the existing high pressure axial piston pump, this paper analyzes the load and structure of the key parts, such as the drive shaft, plunger, slipper, cylinder block and inclined disk, and establishes the corresponding analysis method and flow chart. To solve the main technical difficulties in the process of analysis, to establish the foundation for the development and design of ultra-high pressure axial piston pump. Load analysis includes load analysis of general structure and load analysis of concrete structure. The former is the theoretical basis of this subject and provides the theoretical basis for structural analysis. According to the stress condition of each key part, draw the force diagram separately, mark the position of the force or moment. The equations are established by the knowledge of mechanics, mathematics and hydraulics, and the analytical expressions of the force or torque are obtained by solving the equations. The latter provides the data basis for the structure analysis and is the concrete application of the former. According to the expressions of the forces and torques and the parameters of the concrete structure, the function images and the maximum and minimum values of the forces and torques under 50MPa pressure are calculated by using MATLAB software. Based on the results of the load analysis, the structural analysis of each key part is carried out by using ANSYS Workbench software, and the stress and deformation of the parts are obtained directly, and the results are analyzed. It is pointed out that the maximum stress and total deformation of each part and their positions are the important basis for designing the corresponding parts of axial piston pump with 50MPa working pressure. The results of structural analysis show that the stress and deformation of the existing key structural parts do not meet the requirements of strength and stiffness under ultra-high pressure conditions, and need to be further improved in material, structural design and manufacturing process. The load and structure analysis method established in this paper is suitable for the key parts of piston pump with similar structure. In the design of the superhigh pressure pump, the new structural parameters can be used to analyze the structure and verify the feasibility of the design scheme.
【学位授予单位】:烟台大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137.51

【参考文献】

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本文编号:2374813

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