斜盘式轴向柱塞泵故障特征分析

发布时间：2017-08-13 11:23

  本文关键词：斜盘式轴向柱塞泵故障特征分析

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【摘要】：由于液压系统具有诸多优点,广泛应用于各个行业、领域当中。随着工程装备向大型化、高效化、智能化方向发展,设备结构越来越复杂,导致出现故障的概率明显提高、故障定位困难。为了保证大型装备液压系统更加可靠、稳定、高效的工作,故障监测与诊断技术就显得非常重要。液压系统故障诊断的一个趋势是吸收其他领域故障诊断比较成熟的研究成果,并尝试应用于液压系统故障诊断当中。在该背景条件下,对液压系统关键元件液压泵的健康监测与故障诊断技术研究意义重大。本文以斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,从仿真分析和试验数据分析两个方面,研究和提取了典型故障特征,为故障监测与诊断提供依据。首先,详细分析了斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,包括运动学分析、瞬时流量分析、压力分析、力学分析等,并以此为基础,建立了基于AMESim的斜盘式轴向柱塞泵仿真模型。对斜盘式轴向柱塞泵动态响应进行了仿真分析,并对影响柱塞泵动态响应的主要因素进行了研究。对斜盘式轴向柱塞泵单柱塞磨损故障、单柱塞卡死故障进行了仿真分析。其次,设计并搭建了多功能泵组试验台,该试验台可以完成不同规格的柱塞泵、离心泵、螺杆泵等相关故障试验,可以实现对监测数据的采集、存储。分别完成了斜盘式轴向柱塞泵单柱塞磨损、轴承外圈断裂故障试验,并采集了相关试验数据。最后,将振动信号时域、频域、时频域分析方法成功应用于斜盘式轴向柱塞泵试验数据处理当中。对单柱塞磨损故障压力、扭矩、出油流量、泄油流量、振动等信号进行了详细分析;分别对轴承外圈断裂故障、严重松靴故障振动信号进行了简要分析。提取了以上三种故障类型相应的时域、频域故障特征。
【关键词】：斜盘式轴向柱塞泵 故障仿真 故障试验 故障特征
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题的研究背景及意义8-10
• 1.2 液压系统故障诊断研究现状及方法10-11
• 1.2.1 液压系统故障诊断国内外研究现状10-11
• 1.2.2 液压系统故障诊断的研究方法11
• 1.3 本文的主要研究内容11-13
• 第2章 斜盘式轴向柱塞泵数学原理13-32
• 2.1 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理13-14
• 2.2 斜盘式轴向柱塞泵的运动学分析14-19
• 2.2.1 圆柱形缸体斜盘式轴向柱塞泵运动学分析14-16
• 2.2.2 圆锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵运动学分析16-19
• 2.3 斜盘式轴向柱塞泵流量分析19-29
• 2.3.1 斜盘式轴向柱塞泵瞬时流量分析19-26
• 2.3.2 配油盘减振槽流量分析26-27
• 2.3.3 斜盘式轴向柱塞泵泄漏流量分析27-29
• 2.4 斜盘式轴向柱塞泵压力分析29
• 2.5 斜盘式轴向柱塞泵力学分析29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 斜盘式轴向柱塞泵仿真分析32-65
• 3.1 斜盘式轴向柱塞泵仿真模型的建立32-35
• 3.2 斜盘式轴向柱塞泵动态响应仿真分析35-44
• 3.3 斜盘式轴向柱塞泵动态响应影响因素44-54
• 3.3.1 柱塞数对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响44-49
• 3.3.2 斜盘倾角对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响49-51
• 3.3.3 负载对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响51-53
• 3.3.4 管路容积对斜盘式轴向柱塞泵动态响应的影响53-54
• 3.4 柱塞磨损故障仿真分析54-60
• 3.4.1 柱塞副泄漏模型55
• 3.4.2 单柱塞磨损故障仿真分析55-60
• 3.5 单柱塞卡死故障仿真分析60-64
• 3.6 本章小结64-65
• 第4章 斜盘式轴向柱塞泵故障试验65-76
• 4.1 试验设备65-70
• 4.1.1 多功能泵组试验台65-67
• 4.1.2 数据采集系统67-70
• 4.2 故障试验70-75
• 4.2.1 故障试验设计方案70-73
• 4.2.2 故障试验步骤73-75
• 4.3 本章小结75-76
• 第5章 斜盘式轴向柱塞泵故障特征提取76-111
• 5.1 常用振动信号处理方法76-79
• 5.2 单柱塞磨损故障特征提取79-100
• 5.3 轴承外圈断裂故障特征提取100-106
• 5.4 严重松靴故障特征提取106-110
• 5.5 本章小结110-111
• 结论111-113
• 参考文献113-120
• 致谢120

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本文编号：667033