往复柱塞泵转套式配流系统的润滑膜特性研究

发布时间：2020-07-30 15:17

【摘要】：往复柱塞泵转套式配流系统通过利用柱塞所做的直线往复运动驱动转套单向旋转实现高效配流,得到了广泛应用。但其转套-泵体配流副间的润滑特性是影响整体工作性能和使用寿命的重要因素之一。为了给往复柱塞泵转套式配流系统中配流副的优化设计提供理论依据,本文以配流副间的水润滑膜为研究对象,提出了一种耦合FLUENT软件和FORTRAN编程的新算法,研究了转套-泵体配流副间的润滑膜在不同工况参数下的特性,并将结果用ORIGIN软件作图进行分析,完成的主要工作有:(1)泵体流场及柱塞与转套间的弹簧力均随转套转动而呈现周期性变化,因此配流副间的润滑分析属于复杂的变速度变载荷周期性时变润滑问题。为简化问题,将转套-泵体配流副视为一特殊的径向滑动轴承,针对特定瞬时进行准稳态求解,提出并验证了一种新算法:即先预设偏心率和偏位角的初值,利用FLUENT自定义函数,采用动网格和滑移网格技术,模拟整体宏观流场特性的周期性变化,然后取泵腔内流体对转套的压力、弹簧力和出口压力对润滑膜的作用力的合力作为润滑膜的外载荷,应用高斯-赛德尔迭代法对转套-泵体配流副间润滑膜编程进行数值计算,根据求得的偏心率与偏位角和预设值之间的误差,松弛迭代偏心率和偏位角并反复模拟流场和进行数值分析直至达到收敛精度,可以得到某瞬时转套的偏心率以及偏位角。计算结果表明此算法可行。(2)研究了三个瞬时下,半径间隙、宽径比和配流口结构三个几何参数对转套-泵体配流副间的润滑膜特性的影响规律。结果表明:针对给定工况,半径间隙取10~20μm,宽径比取1.25~1.4,采用弧形配流口,可保证润滑性能。(3)研究了进排流腔深度对转套-泵体配流副间的润滑膜的影响规律。结果表明:随着进流腔深度的变大,对应进流腔位置处的润滑膜膜厚变大,承压区的最小膜厚减小,最小膜厚位置沿周向发生偏移;承压区的最大压力增大,且最大压力位置对应最小膜厚位置。当进流腔深度增大到大于8μm,可能会导致转套与泵体间无法形成全膜润滑,进而导致润滑失效。因此,进流腔深度不宜大于8μm。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH322
【图文】：

示意图,泵体,几何模型,排流

1-U 型槽 2-配流口 3-进流口 4-进流腔 5-泵体6-柱塞 7-法兰盖 8-转套 9-凸轮槽 10-排流腔11-排流口 12-传动销 13-泵腔图 2.1 往复柱塞泵转套式配流系统整体结构示意图

中心角,排流,泵体

图 2.3 中心角泵转套式配流系统中泵体的基本几何尺寸如表 2.1 所示表 2.1 泵体基本参数序号名称数值1 进流口内径 Di/mm 152 排流口内径 Do/mm 103 进流腔中心角αi/° 1254 密封段中心角αo/° 505 排流腔中心角αs/° 1356 泵体外半径 Rb/mm 507 进、排流腔外半径 Rq/mm 40往复柱塞泵转套式配流系统的核心转动部件，根据配流

配流,泵体,序号

图 2.4 单配流口转套 1-泄流孔 2-泵体 3-传图 2.6 传动销与配流往复柱塞泵转套式配流系统中转套的几表 2.2 转套的序号名称1 转套内径

【参考文献】