抗冲击低泄漏齿轮泵的研究

发布时间：2017-08-23 19:14

  本文关键词：抗冲击低泄漏齿轮泵的研究

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【摘要】：齿轮泵作为液压系统的动力元件在液压系统中起着重要的作用,齿轮泵工作时,液压冲击不可避免。国内齿轮泵由于其材质和设备加工精度的限制,当受到液压冲击时,往往造成齿轮泵泵体与前后泵盖之间的缝隙增大,导致液压油的外泄漏增大,造成液压油的浪费和环境污染。国外齿轮泵则不存在此类问题,针对这一问题,对某型号齿轮泵进行结构改进,解决这一问题。针对高压齿轮泵在受冲击载荷时的外泄漏问题,以CBJ35齿轮泵为例进行结构改进。首先,对齿轮泵的泄漏途径进行理论分析与说明,然后对其前后泵盖进行合理改进并进行理论分析。运用Pro/ENGINEER软件对CBJ35齿轮泵进行三维实体建模,并装配成整泵。通过仿真软件FLUENT对改进前后的齿轮泵内部流场进行模拟仿真,得到压力矢量图与速度矢量图,并对仿真结果进行了分析。根据FLUENT仿真得出的压力分布对改进前后的泵盖施加载荷。通过ANSYS仿真计算得出泵盖改进前后的位移云图,应力云图和总体变形图。由改进前后泵盖及端面结构的应力云图可知,应力主要集中在螺栓孔处,并且由改进后的端面结构应力图与位移图可知,最大应力较改进前的明显减小,最大位移减小约0.05mm。说明对齿轮泵泵盖端面进行结构改进不仅可以减小液压油的泄漏量,同时也可减小螺栓孔处的最大应力,结构强度满足要求。利用ANSYS对齿轮泵泵盖进行了模态计算,得到了泵盖的及端面结构前6阶模态。设计了基于PLC的液压泵性能测试台系统,生产了5台样机,并进行了冲击实验,实验结果表明齿轮泵前后泵盖、泵体、轴承及齿轮强度均满足实际工况要求,齿轮泵外泄漏问题明显改善,齿轮泵的容积效率均在92%以上,相对改进前齿轮泵容积效率并未下降。为以后齿轮泵的设计及改进提供参考依据。
【关键词】：齿轮泵 冲击 低泄漏 实体建模 Fluent Ansys
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 齿轮泵的研究与发展现状10-12
• 1.2 齿轮泵的发展趋势12-13
• 1.3 齿轮泵的分类、工作原理及传动特点13-14
• 1.3.1 齿轮泵的分类及优缺点13
• 1.3.2 齿轮泵的工作原理13-14
• 1.3.3 齿轮泵的传动特点14
• 1.4 本课题的研究意义与内容14-15
• 1.4.1 本课题的研究意义14-15
• 1.4.2 本课题的研究内容15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 齿轮泵的泄漏分析与实体建模16-30
• 2.1 齿轮泵的泄漏分析16-19
• 2.1.1 径向泄漏16-17
• 2.1.2 齿轮泵的端面泄漏17-19
• 2.2 齿轮泵各零件的实体建模19-26
• 2.2.1 Pro/ENGINEER软件简介19-20
• 2.2.2 模型的参数化建立20-21
• 2.2.3 齿轮泵各零件的实体建模21-25
• 2.2.4 建立齿轮泵其它零件模型25-26
• 2.3 齿轮泵装配26-29
• 2.3.1 虚拟装配技术26-27
• 2.3.2 样机虚拟装配27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 齿轮泵结构改进及理论分析30-35
• 3.1 齿轮泵结构改进30
• 3.2 齿轮泵改进原理30-31
• 3.3 理论分析31-34
• 3.3.1 端面所受轴向力计算31-32
• 3.3.2 后泵盖端面油压分布规律32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 齿轮泵改进前后内部流场仿真分析35-44
• 4.1 FLUENT软件介绍35-37
• 4.2 模型的简化和网格的划分37-40
• 4.2.1 Gambit创建网格37
• 4.2.2 模型的简化37-40
• 4.3 FLUENT内部参数的设置40-41
• 4.3.1 流体的流动控制方程40-41
• 4.3.2 边界条件设定及数值计算41
• 4.4 仿真结果分析41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 改进前后齿轮泵泵盖强度分析44-57
• 5.1 ANSYS软件介绍44-46
• 5.2 齿轮泵泵盖有限元分析46-52
• 5.2.1 齿轮泵泵盖有限元分析前处理46-48
• 5.2.2 齿轮泵泵盖有限元分析计算48
• 5.2.3 齿轮泵泵盖有限元分析后处理48-52
• 5.3 齿轮泵泵盖模态分析52-56
• 5.3.1 模态分析的基本理论53
• 5.3.2 模态求解53-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 齿轮泵性能测试系统设计及样机实验57-65
• 6.1 可编程控制器的应用57-60
• 6.1.1 PLC的硬件结构57-58
• 6.1.2 PLC的扫描工作原理58-60
• 6.2 基于PLC的样机泵测试系统60-63
• 6.2.1 液压系统60-61
• 6.2.2 测试原理61
• 6.2.3 控制流程原理61-63
• 6.3 样机实验研究63-64
• 6.4 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 作者简历70-72
• 学位论文数据集72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：726784