大排量轴向柱塞泵配流副气蚀机理与结构参数优化

发布时间：2021-05-07 00:21

　　轴向柱塞泵由于功率密度大、变量容易、效率高、寿命长等优点而广泛的应用于液压系统中。近年来,轴向柱塞泵朝着高压、大流量、低噪声的方向发展。随着排量的增加,柱塞泵吸油口的压力会降低,排油口的压力会增加,压差增大,配流盘作为大排量轴向柱塞泵的核心部件,是高低压油交换区域,更容易产生空化。柱塞泵工作过程中,如果油液压力低于油液饱和蒸气压,则油液会析出气体,并随着油液流动,当气泡运动到高压区,外部压力突然升高,气泡内外压力不相等就会破裂,如果这种气泡破裂发生在零件表面,就会产生气蚀,对零件造成损害,从而影响柱塞泵的工作效率和使用寿命。本文以降低配流盘气蚀危害,提高柱塞泵使用寿命为目标,采用理论分析与CFD流场仿真分析相结合的方法,对力士乐某型号大排量轴向柱塞泵配流盘表面的气蚀现象进行了研究。分析了轴向柱塞泵工作原理及产生空化的原因,对柱塞进行动力学分析,对现有配流盘工作原理进行详细分析,分析大排量轴向柱塞泵容易产生气蚀的原因,考虑油膜特性,基于气蚀机理分析和柱塞泵工作参数,建立物理模型;通过计算柱塞泵流体域的雷诺数,得到了柱塞泵内的流体状态,从而确定了Fluent仿真中的湍流模型,仿真中考虑气体... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
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符号清单
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 轴向柱塞泵气蚀机理分析及配流副模型建立
    2.1 轴向柱塞泵工作原理
        2.1.1 轴向柱塞泵旋转体组件结构
        2.1.2 轴向柱塞泵柱塞运动学分析
        2.1.3 轴向柱塞泵配流盘结构及工作原理
    2.2 轴向柱塞泵气蚀机理分析
        2.2.1 轴向柱塞泵气蚀产生机理
        2.2.2 大排量轴向柱塞泵产生气蚀原因
        2.2.3 气蚀的影响因素
    2.3 轴向柱塞泵配流副模型建立
        2.3.1 油膜对仿真的影响
        2.3.2 配流副模型建立
    2.4 本章小结
第三章 轴向柱塞泵内部流场数值计算
    3.1 轴向柱塞泵流体数值计算
        3.1.1 计算流体力学简介
        3.1.2 流场计算方程
    3.2 湍流数值模拟方法及选择
        3.2.1 湍流数值模拟分类
        3.2.2 柱塞泵配流区域流态分析
        3.2.3 湍流模型的选择
    3.3 空化模型确定
        3.3.1 空化模型分类
        3.3.2 空化模型选择
    3.4 CFD仿真前处理
        3.4.1 CFD仿真步骤
        3.4.2 网格划分
        3.4.3 网格无关性验证
    3.5 FLUENT边界条件设定
        3.5.1 滑移网格和动网格技术
        3.5.2 UDF程序编写及加载
        3.5.3 计算条件设置
    3.6 本章小结
第四章 配流盘结构参数与气蚀相关性分析
    4.1 外部因素的影响
        4.1.1 空化模型的影响
        4.1.2 转速的影响
        4.1.3 外部负载的影响
    4.2 三角槽结构参数的影响
        4.2.1 三角槽宽度角的影响
        4.2.2 三角槽深度角的影响
    4.3 配流盘三角槽结构优化
        4.3.1 优化设计的思想
        4.3.2 优化设计需要注意的问题
        4.3.3 基于响应曲面法的配流盘优化
    4.4 本章小结
第五章 结论及展望
    5.1 本文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3172880