二维（2D）活塞水液压泵的设计与动力学特性研究

发布时间：2020-03-30 15:58

【摘要】：现代水压传动技术是20世纪下半叶重新崛起的一种以水作为工作介质的绿色传动技术,是当前国际上流体传动领域前沿性研究方向。21世纪,人类全面进入海洋开发时代,直接以海水作为工作介质的海水液压传动技术已被西方发达国家多年的实际应用证明为最佳的动力驱动方式。本文开展了二维(2D)活塞水液压泵的设计及理论研究,主要的研究工作如下:(1)设计了二维活塞水液压泵的整体结构,利用SolidWorks完成了三维建模以及工程图的设计。对二维活塞水液压泵关键结构进行了设计与计算,利用Workbench对泵芯活塞轴、滚轮架、拨盘拨杆及空间凸轮进行静力学仿真分析,以及对泵芯组件进行受力特性分析,并且改进了二维活塞水液压泵的泵芯传动组件和拨盘拨杆组件。设计了二维活塞水液压泵实验装置,用以研究该新型结构水液压泵的实际工作特性。(2)根据液压流体力学原理对二维活塞水液压泵的容积效率和机械效率进行了计算与分析,总效率可达88.5%。通过简化二维活塞水液压泵的传动机构,对泵芯组件往复运动进行机械振动分析,根据牛顿力学的基本原理建立了泵芯组件受迫振动数学模型,并对泵芯活塞轴进行模态分析,仿真结果表明泵芯活塞轴不会发生共振。(3)分析了二维活塞水液压泵传动机构各部件之间的相对运动和受力情况,利用Adams建立二维活塞水液压泵动力学仿真模型。利用所建动力学模型在不同转速和不同负载下,对泵芯活塞与锥滚轮进行运动学分析;对水液压泵运动组件进行动力学分析。将弹性联轴器的弹性体柔性化,然后对自调心凸轮组件进行运动学仿真分析。通过仿真结果分析得到了在不同工况下,关键结构的受力与运动情况。(4)利用AMESim软件建立二维活塞水液压泵的液压系统模型,然后利用Adams和AMESim进行数据交换,建立二维活塞水液压泵虚拟样机。通过仿真结果分析二维活塞水液压泵的压力流量特性,以及运动组件的动力学特性。仿真结果表明所设计的二维活塞水液压泵结构满足水液压泵的设计指标。二维活塞水液压泵结构新颖,并且在轻量化和效率上有巨大优势。通过本文的研究为二维活塞水液压泵的结构优化设计及在性能上实现更大的突破作出了相应的贡献。
【图文】：

第 1 章 绪论照柱塞与传动轴的相对结构位置可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。但是其体积较大，，结构复杂，重量重，大多应用区域被轴向柱塞泵所取代[1照配流的方式可分为阀式配流结构和配流盘配流结构两类。相比阀配流在结构上更简单，体积可以非常紧凑，重量轻、制造简单、成本低、维力和转速也较高[21]。配流盘柱塞泵按其结构特点分为斜轴式和斜盘式两 示：

浙江工业大学硕士学位论文（专业型）柱塞泵的国内外研究现状泵国外研究现状技术的发展起源于美国是。在上世纪 70 年代美国海军舰船研 14MPa 的海水液压泵[22]；美国 ISTI Delaware 公司与 Delawar出压力为 6.2MPa 的柱塞式水液压泵[23-25]；美国 GIANT 公司研的高压柱塞泵广泛适用于海水淡化、高压清洗、高压喷雾加湿27]，其流量为 13~400L/min、压力为 9~14MPa，工作效率为 85
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH137.51

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本文编号：2607749