高速高压轴向柱塞泵滑靴副油膜特性参数测试系统研究

发布时间：2017-04-13 01:12

  本文关键词：高速高压轴向柱塞泵滑靴副油膜特性参数测试系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于具备功率密度大、传输功率大等优点,轴向柱塞泵广泛应用于农业机械和工业机械等领域。随着液压系统中容积式动力源朝着高速和高压化的不断发展,对柱塞泵的性能也提出了更高的要求。轴向柱塞泵的滑靴副一直是国内外学者研究的热点领域,作为轴向柱塞泵三大摩擦副之一,其工作特性是决定着整泵的寿命、效率和可靠性的主要因素之一。滑靴除了紧贴在斜盘工作平面作轨迹为椭圆的运动,还随柱塞一起作相对于缸体轴向的直线往复运动,另外滑靴还绕自身轴心作自转运动,相比于轴向柱塞泵的其他摩擦副滑靴副的状态最为复杂。泵体的结构设计应尽量减少自身重量以便增加功重比,因此一般泵体的内部结构都会很紧凑,这就使得泵体内部空间狭小增加安装测试设备的难度。由于存在以上两个难点,在滑靴副的相关参数测试过程中,存在着传感器的安装位置狭小和数据线缠绕两个难题。为方便得到测试参数,目前国内外针对滑靴副油膜场参数测试的相关试验台都具有较大的局限性：首先,一部分实验设备只能针对滑靴副油膜某一特性参数进行测量,不能全面的探究滑靴副的油膜状态。其次,一部分试验台采用斜盘转动、缸体固定的结构,与轴向柱塞泵实际运动关系完全相反；另一部分试验台则是通过机械限位的方式限制了滑靴的自旋运动。所以这些试验台并不能真实地和全面地反映出斜盘式轴向柱塞泵的滑靴副的动力学状态,因此油膜分布特性测试结果存在较大误差。鉴于此,本论文在克服现有技术上述缺点下提出了测试滑靴副油膜厚度、油膜压力和滑靴自旋转速的测试方法,并设计了一台实验设备。为设计和优化滑靴结构即提高轴向柱塞泵可靠性和寿命提供试验验证。本论文的主要内容可分为六章,现分述如下：第一章,概述了轴向柱塞泵及其关键摩擦副,并分析了滑靴副及其油膜特性对于柱塞泵的重要作用。介绍了目前国内外在轴向柱塞泵滑靴副油膜特性参数测试方面的研究现状,提出了本论文的主要研究内容及研究意义。第二章,深入分析滑靴副油膜压力场与厚度场特性,并分析了滑靴自旋产生的原因及其对柱塞泵性能的影响。针对滑靴的自旋转速、滑靴副的油膜压力场和油膜厚度场,提出了可行的测试方案,并对测试方案中应用的传感器选型和安装进行了设计和分析。第三章,针对滑靴副油膜的厚度场、压力场与滑靴自旋转速的测试方案,设计了滑靴特性参数测试试验台试验泵的机械结构。提出一种变夹角轴系传动结构,实现了厚度场与压力场的多点测量。第四章,针对滑靴副特性参数测试试验台,给出了其液压系统的工作原理,并利用AMESim软件仿真分析液压系统的可行性。根据测试要求对试验台的测控系统硬件进行了设计和选型,并利用LabVIEW软件编写了试验台测控系统程序和操作界面。第五章,介绍了试验泵和滑靴副特性参数测试试验台的安装和调试,通过对某高速高压轴向柱塞泵滑靴副油膜厚度、油膜压力以及滑靴自旋转速进行测试完成了该试验台的性能验证。第六章,对全文进行了工作总结及下一步展望。
【关键词】：轴向柱塞泵 滑靴副 油膜 试验台 测试系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH322
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 轴向柱塞泵及其关键摩擦副概述11-14
• 1.2 柱塞泵滑靴副特性参数测试方法研究现状14-19
• 1.2.1 国外滑靴副特性参数测试方法研究现状14-18
• 1.2.2 国内滑靴副特性参数测试方法研究现状18-19
• 1.2.3 国内外滑靴副油膜参数测试方法总结19
• 1.3 课题的研究内容及意义19-21
• 第2章 滑靴副油膜特性及其测试方案分析21-39
• 2.1 滑靴的运动与受力21-24
• 2.2 滑靴副油膜特性与滑靴承载能力24-28
• 2.2.1 滑靴副油膜压力与滑靴静压支撑24-25
• 2.2.2 滑靴副油膜厚度与滑靴动压支撑25-26
• 2.2.3 滑靴副油膜厚度与热楔支撑26-28
• 2.3 滑靴副关键参数的测试方案28-39
• 2.3.1 滑靴自旋转速测试方案探究29-32
• 2.3.2 滑靴副油膜厚度场与油膜压力场的测量32-39
• 第3章 测试泵结构设计39-49
• 3.1 模拟滑靴副工况结构设计39-40
• 3.2 滑靴副多点测量结构设计40-44
• 3.2.1 机构运动自由度分析41
• 3.2.2 轴与轴运动关系分析41-42
• 3.2.3 轴与轴间力矩传递和功率传递分析42-44
• 3.3 传感器走线与密封结构设计44-49
• 3.3.1 传感器的走线44-46
• 3.3.2 传感器出线的密封46-49
• 第4章 试验台液压系统与测控系统的设计49-66
• 4.1 试验台液压系统的设计与分析49-59
• 4.1.1 试验台液压系统设计49-51
• 4.1.2 试验台液压系统仿真建模51-56
• 4.1.3 试验台液压系统仿真结果分析56-57
• 4.1.4 液压系统结构设计三维建模57-59
• 4.2 试验台测控系统设计59-66
• 4.2.1 测控系统硬件设计59-62
• 4.2.2 测控系统软件设计62-66
• 第5章 试验台组装、调试与性能验证66-79
• 5.1 试验泵的组装66-70
• 5.1.1 试验泵传感器的安装66-67
• 5.1.2 试验泵传感器的初步调试67-68
• 5.1.3 试验泵的组装68-70
• 5.2 滑靴副测试试验台性能验证70-79
• 第6章 总结与展望79-82
• 6.1 论文总结79-80
• 6.2 工作展望80-82
• 参考文献82-86
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果及奖励86

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