凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵仿真及分析

发布时间：2024-05-22 04:52

　　针对传统往复泵结构复杂、流量波动较大、凸轮驱动往复泵寿命短等问题,提出了一种凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵,凸轮机构和齿扇齿条机构的交替工作驱动该往复泵的活塞做往复运动,使活塞呈现匀加速—匀速—匀减速的运动规律。建立了活塞的运动方程,并以三缸往复泵为例分析了往复泵的流量特性和相位误差角对流量脉动的影响,建立了凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的动力学仿真模型,讨论了液力端载荷作用下活塞的运动特性。研究结果表明:凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的流量脉动率仅为1.68%,已经达到曲柄滑块机构往复泵有空气包作用时的效果;相位误差对流量脉动存在一定影响,其大小应控制在±30′以内。仿真结果验证了所提出的凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵的合理性与可行性。

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【部分图文】：

图1结构原理图

凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵的基本构成如图1所示,主要由凸轮、限位框、齿扇、齿条组件及活塞杆、活塞、液缸等构成。凸轮远休止角及近休止角附近设有与限位框配合的轮廓线,凸轮与齿扇同向等速顺时针旋转。往复泵排液过程中,先由凸轮近休止角附近的轮廓线与限位框配合推动活塞向右移动,再由....

图2活塞运动规律

基于上述运动规律的活塞速度方程为式中,ω为齿扇及凸轮角速度,rad/s;r为齿扇有齿部分分度圆半径,m;δ为活塞匀加速或匀减段对应的凸轮转角,rad。

图3凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵活塞速度及速度叠加图

表1部分结构尺寸及运动参数表Tab.1Partstructuredimensionandmotionparametertable参数数值参数数值齿扇分度圆直径d(mm)350凸轮推程运动角δ1(°)59齿扇与齿条啮合圆周角α(°)62凸轮回....

图4总流量特性

以单作用三缸泵为例进行分析,将表1中具体参数代入式(4),将对应时刻3缸流量叠加得到总流量,结果如图4所示。流量脉动率是衡量流量脉动程度的指标,可由下式表示:

本文编号：3980422