基于Fluent软件的伺服液压缸静压支承密封流场仿真

发布时间：2019-02-26 19:11

【摘要】：伺服液压缸作为液压伺服系统的执行元件，其性能的好坏直接影响系统的控制精度和动静态品质，与普通液压缸有较大区别，需要具备较小的摩擦力和优良的导向性能，，以满足高频下的重载和偏载要求。因此采用合适的密封和导向方式对于伺服液压缸非常重要。本文基于轨道路基动力响应测试液压激振系统，为此系统设计了一种结构新颖的双级伺服液压缸，为使之具有较小的摩擦力和较好的导向性能，在活塞杆端部采用静压支承密封。 首先，利用Pro/e和Gambit软件完成对静压支承密封流场的建模和网格划分。然后，利用Fluent软件对静压支承密封流场进行仿真，分析其压力和速度分布，以及活塞杆速度对流场速度和出口泄漏量的影响。同时研究活塞杆在静压支承密封处所受摩擦力与其运行速度的关系。最后研究活塞杆速度、输入流量、偏心对静压支承密封的径向承载力的影响。 仿真结果表面，静压支承摩擦力小，当活塞杆受径向偏载时能提供径向支承力，可以提高伺服液压缸的振动频率和定位精度。
[Abstract]:As the executive component of the hydraulic servo system, the performance of the servo hydraulic cylinder directly affects the control precision and the dynamic and static quality of the system. It is quite different from the ordinary hydraulic cylinder, and it needs to have less friction and excellent guiding performance. In order to meet the high-frequency heavy load and bias requirements. Therefore, it is very important to adopt suitable sealing and guiding mode for servo hydraulic cylinder. In this paper, based on the dynamic response test hydraulic vibration system of track subgrade, a novel two-stage servo hydraulic cylinder with novel structure is designed in order to make it have less friction force and better guiding performance. The end of piston rod is sealed by hydrostatic bearing. Firstly, the static pressure bearing seal flow field is modeled and meshed by Pro/e and Gambit software. Then, the static pressure bearing seal flow field is simulated with Fluent software, and the pressure and velocity distribution, as well as the influence of piston rod velocity on the flow field velocity and outlet leakage amount are analyzed. At the same time, the relationship between friction force and running speed of piston rod in hydrostatic bearing seal is studied. Finally, the effects of piston rod velocity, input flow rate and eccentricity on the radial bearing capacity of hydrostatic bearing seal are studied. The simulation results show that the friction force of static pressure support is small. When the piston rod is subjected to radial bias load, the radial support force can be provided, and the vibration frequency and positioning accuracy of servo hydraulic cylinder can be improved.
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH137.51

【参考文献】

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1 苏毅,吕宏庆,杨建勇,李著信;承受波浪横向力的伺服油缸设计[J];机床与液压;1999年06期

2 龚俊;田文静;;斯特林发动机气缸与活塞间隙密封的泄漏量分析[J];机械制造;2010年10期

3 丁学俊;杨彦磊;黄来;黄丕维;刘顺;;直通式迷宫密封内可压缩流场的CFD数值模拟[J];流体机械;2008年06期

4 常玉连;李振海;高胜;李亮;任福深;;增压泵换向滑阀间隙密封仿真研究[J];流体机械;2010年11期

5 肖金陵，周华，李壮云;液体静压技术在伺服油缸中的应用[J];机床与液压;1994年01期

6 周梓荣,彭浩舸,曾曙林;环形间隙中泄漏流量的影响因素研究[J];润滑与密封;2005年01期

7 刘德民;刘小兵;王靖;李娟;王春志;;一种无填料轴承密封的研制[J];润滑与密封;2006年12期

8 林丽;刘卫华;;齿型夹角对迷宫密封性能影响的数值研究[J];润滑与密封;2007年03期

9 孙宝瑞;马肇材;遇鑫;张海青;;静压轴承在伺服作动器中的应用[J];工程与试验;2011年03期

10 赵虹辉;;浅析液压缸活塞杆密封泄漏的原因及改进方法[J];液压气动与密封;2006年04期

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1 鄢勇;液压缸间隙密封流场仿真分析[D];武汉科技大学;2011年

2 高峰;六自由度运动平台伺服系统研究[D];华中科技大学;2004年

3 李涛;涨圈型旋转密封装置及其性能研究[D];浙江大学;2007年

4 戴维奇;液体静压式收敛间隙密封流场特性研究[D];北京化工大学;2008年

5 杨长安;节流孔流场特性分析及液压泵减振槽研究[D];兰州理工大学;2009年

6 石磊;轨道路基动力响应液压激振系统的研究[D];武汉科技大学;2010年

本文编号：2431065