多作用恒流轴向柱塞泵导轨曲线比较研究

发布时间：2020-06-30 16:42

【摘要】： 流量脉动是引起液压系统压力冲击、振动、噪声、系统误动作甚至整个液压系统损坏的根源,同时流量脉动也是限制高响应电液系统性能提高的主要因素。如何有效降低液压泵的流量脉动而又不使泵变得过于复杂是液压泵开发设计中的重要研究课题。多作用恒流轴向柱塞泵是一种理论上无流量脉动的新型液压泵,它通过经特殊设计的多作用端面盘导轨曲线来实现在任何瞬时泵的排油量近似相同,即实现泵的排量恒定。本文简要介绍了多作用恒流轴向柱塞泵的结构与工作原理并阐述了其关键组成,对比研究了等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨的柱塞运动学特性与泵的流量脉动特性。分别建立了等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨加速度、速度的数学模型并作了MATLAB数值仿真,得到了柱塞在各导轨2π周期内瞬时速度的仿真曲线图;建立了三种导轨曲线在2π周期内所有排油区柱塞瞬时速度之和的数学模型,并进行了数值分析,得到了柱塞数目不同时相应导轨在2π周期内所有排油区柱塞瞬时速度之和的仿真曲线图,以及柱塞数目不同时多作用恒流轴向柱塞泵的流量不均匀系数,结果表明多作用恒流轴向柱塞泵流量不均匀系数δQ值远低于普通液压泵,可近似认为无流量脉动;多作用恒流轴向柱塞泵的流量不均匀系数δQ值在柱塞数为奇数时比柱塞数为偶数时变化幅度小;同时本文对多作用恒流轴向柱塞泵采用等加速律导轨、八次方程导轨、正弦加速律导轨时的柱塞支承力与侧倾力进行了数学建模与仿真,并提出了一种液体静压支承结构。综合比较三种导轨曲线下的柱塞运动特性、泵流量脉动特性以及柱塞受力状况可知,对多作用恒流轴向柱塞泵而言,导轨采用八次方程曲线时,泵流量脉动特性及柱塞运动特性等综合特性最为理想。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH322
【图文】：

展开图,导轨曲线,展开图

Fig. 2.3 Multiple-action guide curve unroll图 2.3 多作用导轨曲线展开图 2.3 所示是其多作用曲线端面盘展开曲线图，多作用曲线分布在盘曲线有以下几种：（1）等加速律曲线；（2）正弦加速律曲线；（3）其修正曲线；（4）八次方程导轨等[2]。柱塞滚轮组件的位移、速度滚轮组件与导轨曲线的相互作用力，完全取决于导轨曲线的加速度线直接影响着液压泵的输出流量的脉动特性，同时导轨的加速度变曲线的接触应力和柱塞上的接触比压大小，因而导轨曲线在很大程压泵的寿命。因此，合理选择和设计导轨曲线是多作用恒流轴向柱键之一[2，15]。作过程与恒流原理工作过程文所研究的定量多作用恒流轴向柱塞泵其柱塞圆周面与导轨水平面

导轨曲线,叠加图,柱塞

Fig. 2.6 Multiple-action guide curve unroll and pile图 2.6 多作用导轨曲线展开及叠加图图 2.6 为多作用导轨按圆周 2π的展开图及泵各柱塞在圆周 2π内的分布状况，图 2.6 中为 1-10 号柱塞的序列。设第 1 号柱塞位于第一个排油区段的起点处。因柱塞沿圆周均布，故可将其余九个柱塞的位置绘于展开图上，相邻柱塞的间距为z2π，一个导轨曲线段的幅角为x2π。由图可见，1、6，3、8，5、10，2、7，4、9 五对柱塞，分别对应于所在作用段吸、排油区段的相同位置上，即在对应曲线的相应位置上，有两个相位角相同的柱塞。对于 6 作用 10 柱塞多作用恒流轴向柱塞泵，存在着两组对应相同的柱塞。若将 6 作用段重叠在一起，就可得到如图 2.6 中所示相位角完全相同的两组柱塞。实际上，当 x=6， z =10 时，存在最大公约数 2，m 是可以分成的柱塞组数，每组中对应柱塞在曲线上的位置相同。

【引证文献】