联合配流开路式径向多输出柱塞泵的研究

发布时间：2017-09-15 14:24

  本文关键词：联合配流开路式径向多输出柱塞泵的研究

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【摘要】：液压泵作为液压系统的“心脏”,其性能的好坏直接影响整个液压系统的正常运行。由于结构和配流方式等原因,传统液压泵很难实现超高压大流量和多输出,在一些超大功率的液压设备中往往需要多个泵和液压辅件来实现超高压大流量的输出。针对此情况本文基于开路式柱塞泵原理,设计了一种新型的径向柱塞泵,该泵通过自身的结构特点能实现超高压、大流量和多输出。本文通过对新型径向柱塞泵结构的详细介绍,阐述了泵的工作原理、特点和配流方式,并列举了常用的柱塞数。利用三维建模软件#0(1绘制了泵的零件图、装配图以及泵内部流道的模型,通过计算流体动力学软件对泵的压油流道流场进行了数值模拟,通过仿真结果分析和优化了泵的流道。本文还分析了泵的不同工作方式下的流量脉动特性,并得到泵最小脉动的工作方式,此外还对泵内部泄露特征做了探讨,为合理设计新型径向柱塞泵的内部结构和精确计算各零件的具体尺寸提供了理论依据。同时对泵在某些常见工况下的节能特性进行了简要的分析。本文对关键零件配流轴的受力情况做了详细的分析,介绍了在不同工作方式下配流轴的受力情况,分析了影响配流轴受力平衡的因素,得到了力平衡时的工作方式,并利用有限元分析软件对配流轴的强度进行校核,通过分析仿真结果对配流轴的结构进一步优化。搭建了新型径向柱塞泵的实验测试平台,对样机进行了原理性实验。实验验证了新型径向柱塞泵泵工作原理的正确性,为今后新型径向柱塞泵的改进设计提供了实验依据。
【关键词】：联合配流 配流轴 柱塞数 流量脉动
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 国外发展现状13-14
• 1.3 国内发展现状14-15
• 1.4 课题研究内容和主要工作15-17
• 第2章 新型径向柱塞泵工作原理及结构特点17-28
• 2.1 开路式径向柱塞泵的由来17-19
• 2.2 径向柱塞泵简介19-24
• 2.2.1 液压泵的结构19-20
• 2.2.2 新型径向柱塞泵的特点20-22
• 2.2.3 泵的工作原理22
• 2.2.4 联合配流开路式径向柱塞泵的三维建模22-24
• 2.3 液压泵的结构设计24-27
• 2.3.1 液压泵配流轴结构设计24-25
• 2.3.2 液压泵轴向、径向柱塞个数的选取25-26
• 2.3.3 液压泵配流盘的设计26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 新型径向柱塞泵的输出特性分析28-50
• 3.1 联合配流开路式径向柱塞泵的性能分析28-33
• 3.1.1 液压泵的排量推导28-29
• 3.1.2 液压泵的运动学分析29-31
• 3.1.3 新型径向柱塞泵流量计算31
• 3.1.4 影响流量脉动的因素31-33
• 3.2 泵不同工作方式下的流量脉动33-45
• 3.2.1 单列输出时流量脉动33-34
• 3.2.2 相邻两列柱塞联合输出时流量脉动分析34-37
• 3.2.3 当相邻三列柱塞联合输出流量脉动37-39
• 3.2.4 当相邻i列柱塞联合输出流量脉动39-40
• 3.2.5 当不相邻两列柱塞联合输出流量脉动40-42
• 3.2.6 泵以最大流量工作42-43
• 3.2.7 泵以力平衡方式输出43-45
• 3.2.8 泵以最小脉动方式输出45
• 3.3 节能特性分析45-48
• 3.3.1 减压回路节能分析46-47
• 3.3.2 同步回路节能分析47-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 新型径向柱塞泵的结构特性分析50-69
• 4.1 柱塞受力分析50-54
• 4.2 配流轴受力分析54-61
• 4.2.1 单个配流轴段受力分析54-57
• 4.2.2 不同工况下配流轴受力分析57-61
• 4.3 配流轴的应力分析61-64
• 4.3.1 加载载荷61-62
• 4.3.2 网格划分62
• 4.3.3 仿真结果分析62-64
• 4.4 泵壳体强度仿真64-65
• 4.5 泄漏分析65-68
• 4.5.1 新泵主要泄漏形式66
• 4.5.2 影响泄漏因素及预防措施66-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第5章 泵内部流道流场的数值模拟69-76
• 5.1 几何建模和网格划分69-70
• 5.2 网格划分及网格质量管理70
• 5.3 数值仿真建模以边界条件计算70-73
• 5.3.1 流体动力学控制方程70-72
• 5.3.2 边界条件的确定72-73
• 5.4 分析计算结果73-75
• 5.4.1 压力云图73-74
• 5.4.2 速度矢量云图74-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第6章 新型径向柱塞泵原理实验分析76-84
• 6.1 实验原理和内容76-77
• 6.2 泵实验系统设计77
• 6.3 实验方法77-79
• 6.4 试验条件79
• 6.4.1 实验样机的设计参数79
• 6.5 实验结果及数据分析79-83
• 6.5.1 空载排量实验数据79-80
• 6.5.2 泵容积效率测定数据80-81
• 6.5.3 实验结果分析81-83
• 6.6 本章小结83-84
• 结论84-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果89-90
• 致谢90

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