【摘要】：轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)閥式配流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)松散、運(yùn)動(dòng)滯后、局部節(jié)流壓力損失大等缺點(diǎn),柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)套連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過(guò)配流口實(shí)現(xiàn)配流功能,但配流系統(tǒng)在吸油階段存在較大負(fù)壓,不可避免會(huì)產(chǎn)生空化現(xiàn)象,明顯影響配流系統(tǒng)的工作性能。針對(duì)上述問(wèn)題,本文通過(guò)仿真模擬與試驗(yàn)研究對(duì)轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)的空化特性進(jìn)行了相關(guān)分析,為結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。依據(jù)液壓試驗(yàn)環(huán)境對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),包括泵體形狀、凸輪槽型線方程、減振槽角度等,并確定相關(guān)尺寸參數(shù),同時(shí)創(chuàng)建流體域計(jì)算幾何模型并引入空化理論,完成整個(gè)配流系統(tǒng)空化分析模型的建立過(guò)程。在標(biāo)定工況(轉(zhuǎn)速500r/min、負(fù)載壓力10MPa)環(huán)境下,以液壓油為流體介質(zhì)對(duì)流場(chǎng)內(nèi)的空化特性進(jìn)行仿真研究,深入分析了流場(chǎng)壓力與空化氣體之間的關(guān)系�？栈瘹怏w出現(xiàn)在配流系統(tǒng)吸油起始階段,主要分布在配流口和泵腔中,泵腔內(nèi)平均氣體體積分?jǐn)?shù)最大為42.6%,空化持續(xù)時(shí)間占據(jù)單個(gè)工作周期的20%,整體空化效應(yīng)高于配流口,同時(shí)空化現(xiàn)象的存在導(dǎo)致配流系統(tǒng)容積效率減小。分別對(duì)反正弦型線、線性型線、正切型線和樣條型線四種凸輪槽型線結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,其中線性型線凸輪槽總體性能最好,利于轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行,反正弦凸輪槽角加速度無(wú)明顯階躍,受力情況最好。在不同轉(zhuǎn)速下通過(guò)仿真計(jì)算比較了四種型線槽的空化特性,線性凸輪槽空化效應(yīng)最低,容積效率最高可達(dá)92.13%;不同入口壓力下同樣線性型線凸輪槽優(yōu)勢(shì)明顯,容積效率始終保持在92%以上,且隨工作環(huán)境變化波動(dòng)較小。針對(duì)兩種同體積大小的減振槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行空化特性對(duì)比分析,標(biāo)定工況下U型槽配流口和泵腔內(nèi)的空化效應(yīng)略低于三角槽;不同轉(zhuǎn)速下U型槽空化效應(yīng)低于三角槽,且轉(zhuǎn)速越高優(yōu)勢(shì)越明顯;提高入口壓力可以抑制空化氣體的產(chǎn)生,相比而言入口壓力較高時(shí)三角槽更具優(yōu)勢(shì)。依據(jù)綜合液壓試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試環(huán)境對(duì)轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)支撐臺(tái)架進(jìn)行匹配設(shè)計(jì),并制作完成試驗(yàn)樣機(jī),建立可視化試驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)高速攝像機(jī)對(duì)配流系統(tǒng)內(nèi)空化氣體進(jìn)行觀測(cè),在不同工況下利用試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)測(cè)配流系統(tǒng)容積效率值,整體變化趨勢(shì)與仿真結(jié)果一致。
【圖文】：

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文顯著降低系統(tǒng)的工作性能及效率；其次空化將引起系統(tǒng)強(qiáng)烈的振動(dòng)和頻率與相關(guān)部件固有頻率一致或接近時(shí)，會(huì)引發(fā)共振現(xiàn)象；最后當(dāng)空程度且反復(fù)作用時(shí)，易使零部件受到空蝕破壞，從而縮短元件的使用壽對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件表面材料的直接破壞，空化泡潰滅時(shí)產(chǎn)生的巨大脈沖射流沖擊材料表面，群泡的潰滅增大了材料的沖擊，時(shí)間的積累使材這就是引起空蝕的力學(xué)原因[32]。如圖 1.2 所示為空化現(xiàn)象引起葉輪表造成空蝕損壞。

隙；2-進(jìn)油腔；3-進(jìn)油口；4-泵腔；5-排油腔；6-排油口；7-配流口圖 2.2 轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)流體域模型配流系統(tǒng)工作時(shí)流體域模型隨柱塞和轉(zhuǎn)套的運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)周積隨柱塞的往復(fù)移動(dòng)周期性增大和減小，配流口區(qū)域隨轉(zhuǎn)段柱塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，泵腔容積逐漸增大，配流口與油時(shí)柱塞由上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，泵腔容積逐漸變小，配流口。整個(gè)流體域模型的變化過(guò)程與配流系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性密切動(dòng)速度與柱塞一致，即式 2-(2)所示速度，配流口運(yùn)動(dòng)速度示，因此在轉(zhuǎn)套式配流系統(tǒng)流場(chǎng)空化分析過(guò)程中需要定義配流系統(tǒng)空化特性分析運(yùn)用 Fluent 流體仿真軟件進(jìn)行模擬是封裝好的計(jì)算程序，只能通過(guò)軟件操作界面修改某些參行模擬，無(wú)法直接設(shè)定流場(chǎng)中某些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，但可以通義函數(shù)程序接口實(shí)現(xiàn)自編程序和計(jì)算程序的聯(lián)合運(yùn)行，，提
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH137.5

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