【摘要】：柱塞泵在現(xiàn)代工業(yè)中有大量的應(yīng)用,尤其在農(nóng)機(jī)、交通運(yùn)輸、油田開采等領(lǐng)域,同時(shí)也具有高效率、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。電磁泵是一種體積小、質(zhì)量小的微型泵,其具有動(dòng)態(tài)特性好和流量輸出精確等特點(diǎn),在航空以及家電領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在結(jié)合柱塞泵和電磁泵兩者特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了一種新的電磁泵結(jié)構(gòu):電磁力互動(dòng)柱塞泵。電磁力互動(dòng)柱塞泵可以直接將電磁能轉(zhuǎn)化為柱塞的直線運(yùn)動(dòng)能,省去了中間的傳遞環(huán)節(jié),具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高等特點(diǎn),具有極大的發(fā)展空間。根據(jù)電磁力互動(dòng)柱塞泵的原理,對(duì)電磁力互動(dòng)柱塞泵總體結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了互動(dòng)柱塞泵的三維模型并制造樣機(jī)。對(duì)互動(dòng)柱塞泵的工作原理進(jìn)行論述,根據(jù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)互動(dòng)齒輪進(jìn)行參數(shù)確定,并進(jìn)行強(qiáng)度校核,互動(dòng)柱塞泵啟動(dòng)時(shí),對(duì)柱塞進(jìn)行受力分析以及液壓配流系統(tǒng)工作原理進(jìn)行闡述。根據(jù)電磁力互動(dòng)柱塞泵總體結(jié)構(gòu)與工作原理,確定電磁鐵相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),運(yùn)用電磁學(xué)理論和傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)電磁鐵進(jìn)行初步計(jì)算,對(duì)電磁鐵磁通回路進(jìn)行分析,確定磁通回路中磁阻主要來(lái)源。在仿真軟件中建立電磁鐵三維模型,分析電磁鐵相關(guān)參數(shù):緩沖墊槽、隔磁環(huán)、銜鐵直徑、銜鐵長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)電磁鐵力特性的影響。根據(jù)仿真結(jié)果分析影響電磁鐵力特性的參數(shù)并進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)電磁鐵優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行建模和力特性分析,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化前電磁力最大值為803.9N,優(yōu)化結(jié)構(gòu)后電磁力可以達(dá)到947.57N,并結(jié)合電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)電磁力測(cè)試支架,對(duì)仿真數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性確保仿真模型的正確性。根據(jù)優(yōu)化后電磁鐵力特性,對(duì)柱塞進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,分別對(duì)持續(xù)通電工況和穩(wěn)定循環(huán)工況進(jìn)行分析,針對(duì)不同的輸出壓力進(jìn)行動(dòng)力特性分析,獲取柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),柱塞泵以最大輸出壓力24MPa工作時(shí),電磁泵運(yùn)動(dòng)頻率為2.7798Hz,通電時(shí)間為0.31s;以輸出壓力12MPa工作時(shí),電磁泵運(yùn)動(dòng)頻率為5.6027Hz,通電時(shí)間為0.07s,根據(jù)輸出壓力的不同,合理控制電磁力互動(dòng)柱塞泵的通電時(shí)間,確保裝置運(yùn)行平穩(wěn)。針對(duì)輸出壓力差異,對(duì)柱塞泵電磁力利用區(qū)段進(jìn)行對(duì)比,為下一步樣機(jī)的改造,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供基本理論依據(jù)。
【圖文】：

震動(dòng)嚴(yán)重的問題，結(jié)合電磁泵結(jié)構(gòu)原理、流下，不斷進(jìn)行深入研究，結(jié)合兩者的特點(diǎn)的念。原理 2.1 所示，電磁力互動(dòng)柱塞泵由兩個(gè)腔室構(gòu)在通電時(shí)產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)，柱塞剛性連接，柱塞同時(shí)驅(qū)動(dòng)泵腔的活塞往用下，，持續(xù)吸油泵油，將電磁能轉(zhuǎn)化為壓力，通過(guò)中間互動(dòng)齒輪與兩側(cè)柱塞相互關(guān)聯(lián)，另一側(cè)柱塞泵油。兩個(gè)泵腔交替工作可以減線圈交替通電，保證柱塞泵的連續(xù)穩(wěn)定工作

無(wú)電流磁場(chǎng)否是否否 否否 否是是是是是圖 3.1 接口選擇圖3.2 軟件參數(shù)設(shè)定（1）模型空間維度的確定在螺線管電磁鐵性能分析中，電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)基本為對(duì)稱式分布，三維空間計(jì)算量大，仿真時(shí)間長(zhǎng)，四分之一對(duì)稱模型分析與整體三維分析所得到的仿真精度差別不大。針對(duì)電磁鐵的分析，二維平面模型也可以在保證精度的情況下減小計(jì)算量、計(jì)算時(shí)間等。雖然模型簡(jiǎn)化有以上優(yōu)點(diǎn)，本文仍然以電磁鐵實(shí)際模型進(jìn)行仿真，根據(jù)接口選擇的流程示意圖，選擇的子接口為“磁場(chǎng)”和“電場(chǎng)”根據(jù)第二章的相關(guān)參數(shù)，在軟件中建立電磁鐵三維模型如圖 3.2 所示。（2）相關(guān)參數(shù)確定在磁場(chǎng)模擬中，輸入激勵(lì)可以為直流、交流、脈沖信號(hào)等方式。靜態(tài)分析中，線圈作為電感元件，需要在電流穩(wěn)定時(shí)對(duì)電磁鐵進(jìn)行力特性的仿真。直流電壓參數(shù)U=41V，繞組圈數(shù) N=1721 匝。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TH322

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696236