斜盘式微小型定量轴向柱塞泵研究
发布时间：2021-11-29 15:07
随着现代工业的向前发展,液压系统中关键的动力元件轴向柱塞泵向着小型化和高压化的方向发展,在机器人和石油钻井等行业对于微小型轴向柱塞泵的需求愈来愈多。而目前对于微小型柱塞泵的研究论文较少。本文对斜盘式微小型定量轴向柱塞泵进行了设计、理论分析、仿真优化和试验研究。首先,为了解决微小柱塞泵的径向尺寸小的要求,综合比较各类型柱塞泵结构后选择了进口斜盘配流、出口阀配流作为微小柱塞泵的配流方式。然后对微小柱塞泵柱塞、滑靴的运动学和动力学进行了分析,并完成了柱塞和滑靴的初步设计。同时对柱塞的回程机构和主轴斜盘等关键零部件进行了设计和仿真分析。通过Solid Works对整泵模型完成三维建模,并进行了干涉检查。其次,针对微小柱塞泵的两大关键摩擦副-柱塞副和滑靴副进行理论分析和流场仿真。建立了柱塞副的泄漏模型,对各因素对柱塞副泄漏的影响做了分析。利用ANSYS对柱塞和缸体进行热力学仿真,考虑微小柱塞泵的使用环境,得到了不同条件下柱塞副间隙的变化,并结合泄漏模型完成了柱塞副间隙的设计。对柱塞副油膜进行了流场仿真,得到柱塞副的泄漏流量,结果与理论一致。对滑靴底面流体流动特性进行了分析,求解了基于剩余压紧力设...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同输出功率下液压系统和机电系统的对比
速度 0.01m/s)图 1-2 不同输出功率下液压系统和机电系统的对比[4]当今比较活跃的前沿技术领域之一当属机器人。而机器人目前主要有三动方式：电机驱动、气压驱动和液压驱动。其中液压驱动的优势在于其惯量构简单、可靠度高、运行稳定，因此成为行走机器人主要的驱动方法[5]。当液压驱动的行走机器人及骨骼机器人，均采用主泵+分布多个执行元件的方如美国 Boston Dynamics 的 Bigdog 机器人，液压系统使用汽油发动机驱动变向柱塞泵，提供高压油，使用 16 个电液伺服阀控制 16 个液压执行元件，以现机器人的动作[6-7]。美国 UC Berkeley的外骨骼机器人 BLEEX[8]、韩国采用马达来驱动四足仿生机器人[9]、意大利的 HyQ 四足仿生机器人[10]同样使用置来驱动。明尼苏达大学的 William Durfee 设计的液压踝脚矫形器如图 1-3
率、降低配流阀碰撞速度和减小出口流量脉动的作用。另外，作者还对不同结构的阀芯：锥阀、平板阀进行分析，在稳定、雷诺数大于 2500 的单相流流动情况下，进行了较多的试验研究[32]。Tanaka 采用高速摄像的实验方法，研究了离心泵配流阀的启闭瞬态过程，发现阀芯的快速启闭动作会造成气穴和水柱分离，从而造成压力和流量的脉动[33]。Oshima 等[34]研究了水压锥阀的流量特性。其合作作者 Leino[35]后续研究了水压座阀的流量特性，分析了其中的气穴现象，并进行噪声实验。对于微小轴向柱塞泵，美国 Parks 公司、日本的 Takako 公司、法国的 Leduc 公司和瑞士 Bieri公司的均有较为成熟的产品，如图 1-4 所示。(a) Parks CP 系列 (b) Takako TFH 系列
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴向柱塞泵滑靴副动压承载特性研究[J]. 胡纪滨,赵红梅,荆崇波. 北京理工大学学报. 2018(03)
[2]Distribution characteristics and impact on pump’s efficiency of hydro-mechanical losses of axial piston pump over wide operating ranges[J]. 徐兵,胡敏,张军辉,毛泽兵. Journal of Central South University. 2017(03)
[3]直线电机驱动柱塞泵配流阀静动态分析及试验研究[J]. 马凯,聂松林,黄叶青. 机床与液压. 2017(03)
[4]轴向柱塞泵柱塞副偏心状态油膜特性分析[J]. 李晶,陈昊,訚耀保. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(10)
[5]轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究进展[J]. 汤何胜,李晶,訚耀保,胡云堂. 机床与液压. 2016(09)
[6]弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 煤炭学报. 2016(04)
[7]宽幅排量工况下轴向柱塞泵容积损失及效率变化特征（英文）[J]. Bing XU,Min HU,Jun-hui ZHANG,Qi SU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(03)
[8]轴向柱塞泵滑靴副热平衡间隙及影响因素分析[J]. 汤何胜,李晶,訚耀保. 同济大学学报(自然科学版). 2015(11)
[9]国外近40年来对轴向柱塞泵马达研究的综述[J]. 张海平. 液压气动与密封. 2015(10)
[10]Impact of Typical Steady-state Conditions and Transient Conditions on Flow Ripple and Its Test Accuracy for Axial Piston Pump[J]. XU Bing,HU Min,ZHANG Junhui. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
博士论文
[1]高压高速轴向柱塞泵滑靴性能研究[D]. 王亚军.北京理工大学 2014
[2]基于海水润滑的中高压海水液压泵研究[D]. 杨曙东.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]双排式斜轴定量轴向柱塞泵研究[D]. 杨堃.哈尔滨工业大学 2017
[2]轴向柱塞泵滑靴底面结构对滑靴副性能的影响研究[D]. 郭宇航.哈尔滨工业大学 2016
[3]航空柱塞泵滑靴副和柱塞副油膜特性研究[D]. 张雪超.浙江大学 2016
[4]高速高压轴向柱塞泵滑靴副油膜特性参数测试系统研究[D]. 孙营辉.浙江大学 2016
[5]轴向柱塞泵柱塞副全周期润滑特性理论与试验研究[D]. 高猛.北京理工大学 2015
[6]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副与滑靴副动态润滑特性研究[D]. 杨淼.哈尔滨工业大学 2014
[7]配流阀碰撞效应对水压柱塞泵容积效率与噪声特性的影响[D]. 方无迪.华中科技大学 2014
[8]阀配流水液压柱塞泵的研制及关键部件可靠性分析[D]. 温建东.北京工业大学 2012
[9]深海海水柱塞往复泵的研制[D]. 胡国庆.浙江大学 2011
[10]深海水液压泵的结构设计与试验研究[D]. 任志刚.华中科技大学 2008
本文编号：3526725
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同输出功率下液压系统和机电系统的对比
速度 0.01m/s)图 1-2 不同输出功率下液压系统和机电系统的对比[4]当今比较活跃的前沿技术领域之一当属机器人。而机器人目前主要有三动方式：电机驱动、气压驱动和液压驱动。其中液压驱动的优势在于其惯量构简单、可靠度高、运行稳定，因此成为行走机器人主要的驱动方法[5]。当液压驱动的行走机器人及骨骼机器人，均采用主泵+分布多个执行元件的方如美国 Boston Dynamics 的 Bigdog 机器人，液压系统使用汽油发动机驱动变向柱塞泵，提供高压油，使用 16 个电液伺服阀控制 16 个液压执行元件，以现机器人的动作[6-7]。美国 UC Berkeley的外骨骼机器人 BLEEX[8]、韩国采用马达来驱动四足仿生机器人[9]、意大利的 HyQ 四足仿生机器人[10]同样使用置来驱动。明尼苏达大学的 William Durfee 设计的液压踝脚矫形器如图 1-3
率、降低配流阀碰撞速度和减小出口流量脉动的作用。另外，作者还对不同结构的阀芯：锥阀、平板阀进行分析，在稳定、雷诺数大于 2500 的单相流流动情况下，进行了较多的试验研究[32]。Tanaka 采用高速摄像的实验方法，研究了离心泵配流阀的启闭瞬态过程，发现阀芯的快速启闭动作会造成气穴和水柱分离，从而造成压力和流量的脉动[33]。Oshima 等[34]研究了水压锥阀的流量特性。其合作作者 Leino[35]后续研究了水压座阀的流量特性，分析了其中的气穴现象，并进行噪声实验。对于微小轴向柱塞泵，美国 Parks 公司、日本的 Takako 公司、法国的 Leduc 公司和瑞士 Bieri公司的均有较为成熟的产品，如图 1-4 所示。(a) Parks CP 系列 (b) Takako TFH 系列
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴向柱塞泵滑靴副动压承载特性研究[J]. 胡纪滨,赵红梅,荆崇波. 北京理工大学学报. 2018(03)
[2]Distribution characteristics and impact on pump’s efficiency of hydro-mechanical losses of axial piston pump over wide operating ranges[J]. 徐兵,胡敏,张军辉,毛泽兵. Journal of Central South University. 2017(03)
[3]直线电机驱动柱塞泵配流阀静动态分析及试验研究[J]. 马凯,聂松林,黄叶青. 机床与液压. 2017(03)
[4]轴向柱塞泵柱塞副偏心状态油膜特性分析[J]. 李晶,陈昊,訚耀保. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(10)
[5]轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究进展[J]. 汤何胜,李晶,訚耀保,胡云堂. 机床与液压. 2016(09)
[6]弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响[J]. 汤何胜,訚耀保,李晶. 煤炭学报. 2016(04)
[7]宽幅排量工况下轴向柱塞泵容积损失及效率变化特征（英文）[J]. Bing XU,Min HU,Jun-hui ZHANG,Qi SU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(03)
[8]轴向柱塞泵滑靴副热平衡间隙及影响因素分析[J]. 汤何胜,李晶,訚耀保. 同济大学学报(自然科学版). 2015(11)
[9]国外近40年来对轴向柱塞泵马达研究的综述[J]. 张海平. 液压气动与密封. 2015(10)
[10]Impact of Typical Steady-state Conditions and Transient Conditions on Flow Ripple and Its Test Accuracy for Axial Piston Pump[J]. XU Bing,HU Min,ZHANG Junhui. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
博士论文
[1]高压高速轴向柱塞泵滑靴性能研究[D]. 王亚军.北京理工大学 2014
[2]基于海水润滑的中高压海水液压泵研究[D]. 杨曙东.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]双排式斜轴定量轴向柱塞泵研究[D]. 杨堃.哈尔滨工业大学 2017
[2]轴向柱塞泵滑靴底面结构对滑靴副性能的影响研究[D]. 郭宇航.哈尔滨工业大学 2016
[3]航空柱塞泵滑靴副和柱塞副油膜特性研究[D]. 张雪超.浙江大学 2016
[4]高速高压轴向柱塞泵滑靴副油膜特性参数测试系统研究[D]. 孙营辉.浙江大学 2016
[5]轴向柱塞泵柱塞副全周期润滑特性理论与试验研究[D]. 高猛.北京理工大学 2015
[6]斜盘式轴向柱塞泵柱塞副与滑靴副动态润滑特性研究[D]. 杨淼.哈尔滨工业大学 2014
[7]配流阀碰撞效应对水压柱塞泵容积效率与噪声特性的影响[D]. 方无迪.华中科技大学 2014
[8]阀配流水液压柱塞泵的研制及关键部件可靠性分析[D]. 温建东.北京工业大学 2012
[9]深海海水柱塞往复泵的研制[D]. 胡国庆.浙江大学 2011
[10]深海水液压泵的结构设计与试验研究[D]. 任志刚.华中科技大学 2008
本文编号：3526725
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