双作用椭圆轨道滚柱泵的研究

发布时间：2017-04-25 20:16

  本文关键词：双作用椭圆轨道滚柱泵的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚柱泵是一种新型容积泵，其不但拥有容积泵易实现高压的特点，还具备大排量低脉动的特性。该泵的容积结构结合了柱塞泵和叶片泵的结构，所以它拥有高功率密度的特点，可以轻易实现大排量；其配流方式采用端面配流，减少了配流轴这一环节，增加了泵的寿命和可靠性。 本文以双作用椭圆轨道滚柱泵为研究对象，针对该泵现有设计方法和特性研究的不足，对其输出特性、运动动力特性、流场特性等方面进行分析研究；并且鉴于双作用椭圆轨道滚柱泵的特殊工作模式，提出了一种改变U型槽偏角的方式来调整该泵的脉动规律；最后设计出一款专门用于双作用椭圆轨道滚柱泵特性计算的软件。 该泵输出特性的研究方法是利用椭圆面积弧长特性公式，探索出该泵的容积公式，继而可以进一步推导出该泵的流量及脉动；然后以仿真分析的方式为主要研究方法，探索该滚柱泵结构参数对输出脉动的影响，并对脉动程度进行分类处理。结果表明：该泵的输出流量比相同参数下的径向柱塞泵和叶片泵都要大。脉动的程度主要受到滚柱数目限制，一般变化规律是随滚柱数目的增多而降低，但滚柱数目为偶数时的流量脉动基本大于奇数时的流量脉动。 该泵运动动力特性是通过建立该泵的运动学和动力学模型开展的。基于滚柱在泵运转过程中运动状态和受力形式，推导出滚柱与定子内壁和U型槽之间的接触力公式；而后根据赫兹定理的接触应力公式和该泵的运动特点，推导滚柱在任意位置的接触应力大小及分布。 利用Fluent软件对滚柱在U型槽的运动的流场进行分析。在模型简化的基础上，仿真分析了U型槽内液体受滚柱运动影响的流场特性；再通过对比分析，推测出滚柱与U型槽间隙的大小对该流场特性的影响。 基于前面该泵输出特性的研究结果，发现可以通过改变U型槽偏角的方式来改变该泵的流量及脉动特性。研究结果表明：该偏角对减小滚柱泵的脉动有一定实际意义，验证了该方法的可行性。 最后结合双作用椭圆轨道滚柱泵的输出特性和运动动力特性的研究成果，通过Matlab/Gui设计开发了针对双作用椭圆轨道滚柱泵特性计算的软件。该软件界面操作简单，，用户输入所需的参数后即可得出特性的计算图形和数据并将之保存在电脑上。 上述研究方法与研究结果可为双作用椭圆轨道滚柱泵的优化设计提供理论依据。
【关键词】：滚柱泵 输出特性 脉动 流场特性 运动动力特性
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 课题来源及意义10-11
• 1.2 滚柱泵发展状况和关键技术11-14
• 1.2.1 液压泵的发展及现状11-12
• 1.2.2 滚柱泵设计的关键技术12-14
• 1.3 论文的主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 滚柱泵的概述及工作原理16-21
• 2.1 滚柱泵的结构及类别16-17
• 2.2 滚柱泵的工作原理17-19
• 2.3 滚柱泵结构参数19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 双作用椭圆轨道滚柱泵的输出特性21-38
• 3.1 滚柱泵容积分析21-30
• 3.1.1 椭圆轨道分析21-23
• 3.1.2 滚柱泵有效容积分析23-26
• 3.1.3 滚柱泵容积及排量仿真分析26-30
• 3.2 双作用椭圆轨道滚柱泵的流量及脉动分析30-37
• 3.2.1 流量及脉动理论分析30-32
• 3.2.2 双作用椭圆轨道滚柱泵瞬时流量及脉动仿真分析32-37
• 3.3 结论37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 双作用椭圆轨道滚柱泵运动动力特性分析38-53
• 4.1 双作用椭圆轨道滚柱泵工作特性38-39
• 4.2 双作用椭圆轨道滚柱泵运动学分析39-43
• 4.3 双作用椭圆轨道滚柱泵动力学分析43-51
• 4.3.1 滚柱受力分析43-48
• 4.3.2 滚柱接触应力应变分析48-51
• 4.4 结论51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 滚柱在 U 型槽内运动流场的仿真分析53-63
• 5.1 建立计算模型53-55
• 5.1.1 几何模型的简化53
• 5.1.2 几何模型的网格划分53-54
• 5.1.3 边界条件的设定54-55
• 5.2 计算模型的求解55-57
• 5.2.1 求解参数的选择55
• 5.2.2 动网格的设置55-56
• 5.2.3 计算条件的初始化及计算参数设置56-57
• 5.3 计算结果的分析57-62
• 5.3.1 压力分布分析57-60
• 5.3.2 速度矢量分布分析60
• 5.3.3 间隙不同的对比分析60-62
• 5.4 结论62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 双作用椭圆轨道滚柱泵 U 型槽偏角对脉动的影响63-72
• 6.1 结构原理63-64
• 6.2 建立容积模型64-68
• 6.2.1 U 型槽负偏角容积模型分析64-67
• 6.2.2 U 型槽正偏角容积模型分析67-68
• 6.3 瞬时流量及脉动分析68-71
• 6.4 结论71
• 6.5 本章小结71-72
• 第7章 双作用椭圆轨道滚柱泵特性计算软件设计72-80
• 7.1 运行环境及输出格式72
• 7.2 软件结构设计及特点72-74
• 7.2.1 软件结构设计72-73
• 7.2.2 软件特点73-74
• 7.3 软件的操作及模块功能74-79
• 7.3.1 软件的基本操作及界面介绍75-76
• 7.3.2 原始参数输入模块76-77
• 7.3.3 计算功能选择模块77-78
• 7.3.4 计算结果输出模块78-79
• 7.4 本章小结79-80
• 第8章 结论与展望80-83
• 8.1 全文总结80-81
• 8.2 展望81-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-87
• 附录87-94
• 攻读学位期间的研究成果94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：327019