油气润滑系统的设计与性能研究

发布时间：2017-07-04 08:25

  本文关键词：油气润滑系统的设计与性能研究

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【摘要】：相比于传统的脂润滑、油润滑和油雾润滑,油气润滑技术具有高效、环保和节能等特点。然而,该技术在我国起步较晚,目前尚处于引进吸收和推广应用阶段。因此,深入开展油气润滑系统的理论研究和新型油气润滑系统的研发对于油气润滑技术的更广泛应用具有重要的意义。 本文在对国内外油气润滑技术研究的基础上,参考了传统液压系统及液压元件的理论分析方法,用Solidworks设计了油气润滑虚拟样机(物理模型)；并用AMEsim建立了油气润滑虚拟样机的系统及其关键零部件的数学模型,同时定量研究了影响系统及其关键零部件的工作性能的因素。本文主要研究内容和结论如下： (1)基于油气润滑系统的原理和工程要求,设计了一种新型油气润滑系统。包括新型油气润滑系统原理图设计,系统工作参数的设定,元件性能分析与选型,设计了油气润滑虚拟样机。 (2)建立了油气润滑系统关键零部件之一—递进式分配器的数学模型并仿真分析了其性能。发现活塞的重叠运动是导致系统流量及压力波动的主要因素之一；得出合理的粘性摩擦系数有助于提高系统出油稳定性,随着粘性摩擦系数的增加,活塞的运动趋于滞后,系统出油口流量降低,但出油时间延长；分析了节流阀节流面积对分配器出油口流量的影响,随着节流阀节流面积的增加,系统流量随之增加,而流量、压力的不稳定性也随之增大,当节流阀节流面积达到一定数值后,流量保持在一定值并伴随着较大的波动。 (3)建立了油气润滑系统另外一个关键零部件—比例节流阀的数学模型并仿真分析了其性能。确定了小流量时比例节流阀的相关结构参数,得出了其阀芯直径、阀芯最大位移等重要参数；计算了小流量时比例节流阀的液动力,并发现小流量时液动力的不稳定性将导致比例节流阀在小开口时与输入信号的非线性；研究了阻尼孔径对比例节流阀动态特性的影响,得到了一个最为合理的阻尼孔径值；研究了油液粘度对比例阀动态特性的影响,得出随着油液粘性的增加,系统的响应频率将减小,进而影响到阀芯动作位移,并影响系统流量。 (4)建立了油气润滑系统的数学模型并研究了系统整体工作性能。分析了油气润滑系统中油路的动态特性,确定了单泵与双泵供油的控制策略；研究了供油频率及润滑腔背压对系统油液流量、压力的影响；得到了气路节流阀与气液混合管道中气体流量的关系曲线,分析了润滑腔背压对气量、气压的影响。 以上研究内容和结论将为油气润滑系统的工业设计制造提供参考。
【关键词】：油气润滑 AMEsim Solidworks 递进式分配器 比例节流阀
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 油气润滑技术与系统8-10
• 1.2 国内外研究与发展10-11
• 1.2.1 油气润滑技术国外研究与发展10
• 1.2.2 油气润滑技术国内研究与发展10-11
• 1.3 AMEsim软件在工程中的应用11-15
• 1.3.1 AMEsim软件简介11-12
• 1.3.2 AMEsim软件的应用12-15
• 1.4 本文研究的意义和内容15-16
• 2 油气润滑系统的设计16-24
• 2.1 系统原理图设计16-17
• 2.2 关键参数计算及关键元件选型17-21
• 2.2.1 油路部分关键参数计算17-19
• 2.2.2 气路部分关键参数计算19-21
• 2.2.3 关键元件选型21
• 2.3 结构设计21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 油气润滑系统的关键零部件建模与性能研究24-44
• 3.1 递进式分配器的AMEsim仿真及性能分析24-35
• 3.1.1 递进式分配器工作原理及建模24-25
• 3.1.2 递进式分配器的模型参数设置25-26
• 3.1.3 递进式分配器的仿真与性能分析26-29
• 3.1.4 供油量和供油压力对递进式分配器工作特性的影响29-32
• 3.1.5 矩形窗口对分配器动态特性的影响32-35
• 3.2 比例节流阀的AMEsim仿真及性能分析35-42
• 3.2.1 小流量比例节流阀结构参数的确定35-36
• 3.2.2 液动力的影响36-37
• 3.2.3 阀芯液阻37-38
• 3.2.4 小流量比例节流阀的建模38
• 3.2.5 小流量比例节流阀的仿真与性能分析38-42
• 3.3 本章小结42-44
• 4 油气润滑系统的整体建模与性能研究44-64
• 4.1 油路系统的建模44-49
• 4.1.1 油源的建模44-45
• 4.1.2 液压泵及电机的建模45-46
• 4.1.3 溢流阀的建模46-47
• 4.1.4 油路系统整体的建模47-49
• 4.2 气路系统的建模49-52
• 4.2.1 气源参数的设定49-50
• 4.2.2 关键气动元件的建模50-52
• 4.2.3 气路系统整体的建模52
• 4.3 油气混合元件的建模52-54
• 4.3.1 油气混合器的建模52-53
• 4.3.2 油气润滑点的建模53-54
• 4.4 油气润滑系统总体的建模54-56
• 4.4.1 全局变量及批处理参数54-55
• 4.4.2 总体模型55-56
• 4.5 油路系统的仿真与性能分析56-61
• 4.5.1 油路系统的数学模型56-57
• 4.5.2 单泵供油与双泵供油的影响57-59
• 4.5.3 油液分配器供油频率对系统的影响59-60
• 4.5.4 润滑腔压力变化的影响60-61
• 4.6 气路系统的仿真与性能分析61-63
• 4.6.1 节流阀对气量的控制61-62
• 4.6.2 润滑腔压力对气路的影响62-63
• 4.7 本章小结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 5.1 全文总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：517091