高速航空轴向柱塞泵转子系统临界转速机理研究

发布时间：2020-03-25 20:57

【摘要】：飞机液压系统压力体制的不断提升,对航空泵的性能提出更高要求。我国民机航空泵完全依赖于进口,购置及维修价格昂贵、供货周期长,严重制约国内大飞机事业的发展。随着航空泵逐渐向高速高压高功重比的方向发展,其振动更为剧烈,故障率增加,因此,其振动机理研究极为重要。本课题拟采用转子动力学理论分析某型号航空泵转子系统临界转速振动机理及其影响因素。这对于提升航空泵转速,掌握高速航空泵的优化设计方法,实现航空泵国产化等具有重要意义。本文主要研究内容及工作如下:(1)以十一柱塞高速航空泵为研究对象,抽取其旋转部件建立航空泵转子系统模型。根据复杂转子系统的离散等效原则,建立其集中质量模型,利用传递矩阵法分析其临界转速。在ANSYS Workbench软件平台中,建立实际航空泵转子系统有限元模型并分析临界转速。此外,在转子系统实验台上完成临界转速测试,并采用传递矩阵法分析实验转子模型的临界转速,进一步验证本文所用方法的正确性。(2)修正轴承支承刚度和轴向支承位置等参数,采用传递矩阵法和有限元法分析不同参数下的转子临界转速,探索各参数对临界转速的影响规律,其中,两轴承的支承刚度在1×10~6~1×10~7 N/m范围内变化,轴向支承位置参数依据泵传动轴结构而定。依据上述分析结果,并给出轴承刚度和支承位置的最佳参数。(3)滚动轴承是航空泵转子系统的重要组成部分,轴承刚度的精确计算对临界转速的影响较大。针对航空泵转子系统中的圆柱滚子轴承,从理论角度分析其综合刚度,并研究不同轴承结构及工况等参数对轴承综合刚度的影响。为后续各型号圆柱滚子轴承综合刚度计算提供理论支撑,也为航空泵轴承选用提供指导。本文提出了能提高转子系统临界转速的合理有效措施,研究成果为提升高速航空泵性能奠定理论基础。
【图文】：

航空泵,普通工

背景长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》中提到，项之一[1]。研制大型飞机对扩大民机产业化发展、带动制国际竞争力等具有重要意义。我国将成为世界上第二大民设计、元器件制造及维修等技术方面，我国仍存在较大可靠性高、更经济的民机势在必行。各液压元件的性能重能力。因此，发展高性能液压元部件是发展民机的重中液压系统的动力元件，航空泵的发展尤为重要[2]。按照驱机驱动泵(EDP)、液压马达驱动泵，即功率传递单元(PT空气驱动泵(ADP)。其中，作为飞机液压系统主泵的 EDP飞机液压系统压力体制的不断提升，，对航空泵的性能提出比，航空泵性能更为优良，其功重比高，脉动低，散热性能更为复杂，如图 1-1 所示。

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将转子质量和转动惯量集中至多个结点上，各结点沿转轴轴线分布。因此，集中质量模型由圆盘结点、轴段及支承组成。通常情况下，对图2-1所示的转子系统模型进行离散等效，最终简化为图2-2所示的集中质量模型。图 2-1 转子系统模型
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V245.1

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