液压电机叶片泵样机的实验研究

发布时间：2020-07-31 18:46

【摘要】： 本文针对研制出的液压电机叶片泵样机,建立了电机泵性能测试系统,采用与同等功率液压电机油泵组进行对比的测试方法,对样机进行测试,获得了样机的输入电量参数、输出液压能参数及内部转子转速和壳体内部压力等参数,得到了液压电机叶片泵样机的转速、噪声、功率和效率等随输出压力变化的特性。相比于电机油泵组,电机叶片泵样机的体积减小50%、轴向尺寸减小61%,噪声减小约7dB,液压电机叶片泵内部转子转速随输出压力升高呈线性下降；经试验分析出高压下泵芯座与泵芯的配合间隙偏大和聚四氟乙烯密封圈密封性能失效是导致样机容积效率下降幅度较大的主要原因；样机存在内部流道狭窄引起的气泡析出和内部密封不良引起额外泄漏的问题；同时,试验还发现样机存在气穴噪声,在进油口处可以清楚的看到气泡析出,其原因为内部流道狭窄和壳体尺寸未按图纸要求加工,使得定子绕组距进油口太近,造成电机叶片泵样机吸油不畅,从而在叶片泵泵芯吸油口处产生负压,油液中的气泡析出,导致了该气穴噪声。此研究为电机泵的发展提供了直接指导。论文的主要内容如下：第1章,阐述了本课题研究的背景和意义；概述了液压电机泵国内外的研究及发展概况,并介绍了兰州理工大学关于液压电机叶片泵的研究现状及取得的研究成果；概括了本论文的主要研究内容。第2章,介绍了液压电机叶片泵的基本结构,将液压叶片泵的泵芯插装在电机转子内部,使整个电机和泵在一个壳体中,并阐述其工作原理。并对研制出的液压电机叶片泵样机的结构及其零部件进行了介绍。第3章,基于研制出的液压电机叶片泵样机,建立了试验系统,简述了液压电机叶片泵样机的试验原理及其测试装置；采用与同等功率的电机油泵组进行性能测试对比的方法,进行了转速特性、流量特性、噪声特性、噪声频谱特性、温度特性、压力特性、容积效率、总效率、功率因数、电流、电压等参数的测试。第4章,经过对样机和电机油泵组进行的性能对比测试试验,获得了效率、转速、流量特性、噪声、功率因数及输出功率等随输出压力变化的特性,得出样机在运行过程中的主要性能指标和主要参数的变化规律。同时,对样机的容积效率下降幅度较大的主要原因和造成样机气穴噪声的原因进行了分析。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH137.5
【图文】：

叶片泵,动力单元,液压,电机

一一母母母奋奋奋~卜一.~-州~，，，，，菜菜菜菜菜菜菜b)传统“三段式”液压动力单元图1一1液压电机叶片泵与传统动力单元体积的比较本课题提出的液压电机叶片泵，是基于把电动机与液压叶片泵中的关键运动件合二为一的思想，把液压叶片泵直接集成在特制的电动机转子内部，构成新型的液压动力单元 (HydrauliePOwerunit)—液压电机叶片泵 (Hydrauliemotorvanepump)。它具有

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兰州理工大学硕士学位论文结构紧凑、体积小、重量轻、噪音小、效率较高、无外泄漏等一系列突出的优点，特别适合在静音、洁净等场合应用。如图1一1所示，为相同功率的传统液压动力单元和液压电机叶片泵体积的比较图，从图中可以明显地看出，液压电机叶片泵体积要小很多，特别适用于对安装空间要求很严格的场合。如图1一2所示，液压电机叶片泵的这种集成方式，省掉了电动机的风扇，液压油带走了电动机产生的热量，由于绝大部分液压系统中带有热交换器，必将大大提高电机的冷却效果，从而使电机运行的更安全、更平稳。图1一2液压电机叶片泵三维造型(专利，兰州理工大学，2008)这种新型液压动力单元除具有结构紧凑、噪音小、无外泄漏及效率较高等突出优点外，同时也将产生一系列新的课题，如特殊结构的电机设计方法，电机和液压泵的匹配关系

数字控制,变量泵

液压技术和电子信息技术的融合越来越深入，如博世力士乐公司开发的数字控制变量泵122]，如图1一3所示，泵上集成了变量头位置传感器、输出压力传感器，进行泵的工作状态的检测，并开发了相应的专用控制器和程序指令编辑器，具有和计算机通讯的能力，可以实现本地控制和计算机远程控制。舞馨赣图1一3数字控制变量泵 (BoschRexroth)

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