高压变量叶片泵叶片—定子副的力学特性与润滑分析

发布时间：2017-03-29 10:24

  本文关键词：高压变量叶片泵叶片—定子副的力学特性与润滑分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以BERARMAPHV05型叶片泵关键摩擦副叶片-定子副为研究对象，针对复杂工况下如何改善叶片-定子副的冲击载荷和润滑性能这一问题，通过研究叶片容腔在定子环内的运动形式、压力分布，以及过渡区中叶片-定子副的力学特性，，进而分析了叶片顶廓形状、摩擦副漏损量、工况条件等参数对叶片-定子副力学特性的影响；此外，针对定子环承载具有周期性，利用Workbench软件开展叶片-定子副的有限元分析，根据分析结果进一步确定出润滑分析的参考位置；最后，结合润滑理论对比探讨倒角和圆弧两种叶片结构的叶片-定子副在预卸压区中的润滑状态，分析复杂工况下不同因素对叶片-定子副润滑性能的影响，并对PHV05泵采用圆弧叶片时叶片-定子副的摩擦学设计展开初步探索。研究得出如下结论： (1)叶片-定子副在过渡区中存在明显冲击载荷，润滑性能差，处于部分弹流润滑状态，采用圆弧叶片能有效改善叶片-定子副间冲击载荷现象，使作用在叶顶上载荷的变化更趋平缓，有利于在摩擦副间形成稳定的动压润滑； (2)叶片-定子副间的最大等效应力、等效应变和接触压力均发生在叶片处于预卸压区末端位置，故在此位置定子内表面易发生压溃，结合运动分析的结果可进一步确定出预卸压区作为叶片-定子副润滑分析的参考位置； (3)倒角叶片在预卸压区工作时，在靠近预卸压区末端的一段区域内摩擦副间的润滑性能较差，存在剧烈磨损的干摩擦状态，且在一定转速和压力范围内，随着工作压力提升或转速降低，这一现象更加明显； (4)圆弧叶片在预卸压区工作时，在一定范围内润滑性能随着圆弧顶廓半径的增大变得更好。结合润滑理论开展PHV05泵圆弧叶片的摩擦学设计，当叶顶曲率半径为10mm，摩擦副在整个预卸压区内均可避免剧烈磨损的干摩擦状态，且保持较高的润滑性能，特别是在低压高速工况下，摩擦副几乎处于全膜润滑状态，有利于叶片-定子副工作寿命和可靠性的提高，研究工作对叶片泵研究与设计提供了一定的理论基础。
【关键词】：高压变量叶片泵 叶片-定子副 力学特性 润滑分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 课题背景及研究目的和意义15
• 1.2 液压技术的发展概述15-16
• 1.3 叶片式液压泵概述16-18
• 1.3.1 单作用叶片泵16-17
• 1.3.2 双作用叶片泵17-18
• 1.3.3 限压式变量叶片泵18
• 1.4 国内外研究现状18-24
• 1.4.1 变量叶片泵闭死容腔中压力分布的研究现状19-20
• 1.4.2 变量叶片泵的结构优化及力学特性研究现状20-21
• 1.4.3 叶片-定子副的弹流润滑研究现状21-24
• 1.5 本文研究的主要内容24
• 1.6 本章小结24-25
• 第二章 高压变量叶片泵结构特征及理论模型25-36
• 2.1 引言25
• 2.2 结构特征分析25-28
• 2.2.1 结构和工作原理25-27
• 2.2.2 配流结构27-28
• 2.2.3 叶片结构28
• 2.3 关键摩擦副的运动学分析28-31
• 2.4 关键摩擦副的动力学分析31-35
• 2.4.1 叶片受力分析32-33
• 2.4.2 定子受力分析33-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 叶片-定子副的力学特性分析36-47
• 3.1 引言36
• 3.2 过渡区中闭死容腔内的压力特性分析36-42
• 3.2.1 传统配流结构的压力分布36-37
• 3.2.2 新型配流结构的压力分布37-42
• 3.3 闭死容腔中压力特性的影响因素42-44
• 3.3.1 工作压力的影响43
• 3.3.2 油液弹性模量的影响43-44
• 3.4 压力分布对叶片力学特性的影响44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 叶片-定子副的有限元分析47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 有限元法47-48
• 4.3 定子环的静力学分析48-52
• 4.3.1 叶片泵三维模型创建48-49
• 4.3.2 材料参数及分网49
• 4.3.3 边界条件及加载49-50
• 4.3.4 后处理/静力分析结果50-52
• 4.4 叶片-定子副的接触分析52-56
• 4.4.1 模型及分网53
• 4.4.2 设置接触关系53-54
• 4.4.3 边界条件及加载54
• 4.4.4 后处理/接触分析结果54-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 叶片-定子副的润滑特性分析57-71
• 5.1 引言57
• 5.2 线接触润滑理论57-60
• 5.2.1 润滑理论综述57
• 5.2.2 线接触弹流润滑理论模型57-58
• 5.2.3 线接触弹流润滑问题的数值解58-59
• 5.2.4 摩擦副润滑状态分析59-60
• 5.3 叶片-定子副弹流润滑分析60-70
• 5.3.1 EHD 润滑模型基本参数计算60-61
• 5.3.2 倒角顶廓叶片的叶顶润滑分析61-63
• 5.3.3 倒角叶片叶顶润滑性能的影响因素63-64
• 5.3.4 圆弧顶廓叶片-摩擦副的润滑分析64-68
• 5.3.5 圆弧叶片叶顶润滑性能的影响因素68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况76-77

【参考文献】

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