本文關(guān)鍵詞：海水柱塞馬達的研究

  更多相關(guān)文章： 海水液壓傳動技術(shù) 海水柱塞馬達 性能仿真分析 樣機試驗

【摘要】：海水液壓技術(shù)是近年來海洋開發(fā)領(lǐng)域的一門高新技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性和廉價安全性等特點，在國際上備受關(guān)注。海水液壓馬達是執(zhí)行元件，對其進行深入的研究對海水液壓技術(shù)的發(fā)展及海洋資源的開發(fā)與利用具有重要意義。 本課題旨在研制出一額定扭矩為12.5Nm、額定轉(zhuǎn)速為1500rpm的海水液壓柱塞馬達。參照傳統(tǒng)油壓柱塞馬達/泵和國際上已有的海水液壓馬達/泵的結(jié)構(gòu)，根據(jù)863計劃項目的技術(shù)要求，對海水液壓柱塞馬達的運動學及動力學特性進行了分析，對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，在此基礎(chǔ)上研制出樣機，并進行了相關(guān)實驗研究。具體如下： （1）根據(jù)海水介質(zhì)和礦物油介質(zhì)的理化學特性，分析海水柱塞馬達和油壓柱塞馬達存在的結(jié)構(gòu)區(qū)別，參照國際上已有的海水液壓柱塞馬達的技術(shù)成果，進行進一步的比對分析，進而確定海水柱塞馬達研究的技術(shù)難點，從總體上獲得對馬達研究層面的認識。 （2）根據(jù)項目對海水柱塞馬達的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，參照國內(nèi)外海水液壓元件的研究成果，確定本課題所研究的海水液壓馬達的結(jié)構(gòu)形式，進行運動學和動力學分析，以獲得該結(jié)構(gòu)型式下海水馬達的運動學特點和動力學性能，進而判斷該結(jié)構(gòu)方案的可行性，并作為后期進行海水柱塞馬達的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計和性能仿真建模的基礎(chǔ)。 （3）在確定馬達結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，進行馬達結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)的計算和設(shè)計，并根據(jù)海水液壓元件的特點對局部的結(jié)構(gòu)尺寸特點進行優(yōu)化設(shè)計。此外，，根據(jù)項目的技術(shù)要求和海水液壓元件的技術(shù)特點，參照國際上的成功樣例，進行馬達材料的比對和篩選。綜合前期的結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)果和材料選擇，進行馬達加工工藝的制定。利用PROE軟件進行馬達的三維建模并生成工程圖。 （4）根據(jù)已確定的馬達結(jié)構(gòu)特點，利用AMESIM軟件進行仿真模型的建立；根據(jù)馬達的尺寸、工作介質(zhì)和工作環(huán)境特點，進行仿真模型的參數(shù)設(shè)置。完成馬達的仿真建模后進行仿真分析，分別分析不同斜盤傾角下、不同流量輸入下以及不同負載條件下馬達的工作狀態(tài)和輸出性能。將仿真結(jié)果與項目的設(shè)計要求相比較，驗證所設(shè)計的海水柱塞馬達是否滿足設(shè)計要求。 （5）根據(jù)最終確定的圖紙加工制造出馬達樣機。以自來水代替海水作為試驗系統(tǒng)的工作介質(zhì)，分別進行空載試驗和加載試驗，分析不同條件下馬達的性能特點以及工作穩(wěn)定性，檢測馬達性能是否能夠滿足設(shè)計要求。 通過AMESIM對馬達的仿真分析所得結(jié)果顯示馬達能夠同時保證轉(zhuǎn)速為1795rpm、扭矩為13.8Nm的輸出，符合馬達設(shè)計的輸出要求，同時穩(wěn)定工作時容積效率也滿足設(shè)計要求；通過樣機性能試驗分析可知馬達負載在15.7Nm內(nèi)隨壓差成線性相關(guān)，轉(zhuǎn)速在2000rpm內(nèi)未發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，扭矩和轉(zhuǎn)速性能均達到設(shè)計要求，容積效率在壓差超過10.16MPa，扭矩輸出超過11.06MPa時降低至0.805，額定負載時略低于容積效率的設(shè)計要求，這也是今后工作的重點。
【關(guān)鍵詞】：海水液壓傳動技術(shù) 海水柱塞馬達 性能仿真分析 樣機試驗
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH137.51
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 水液壓傳動技術(shù)概述12-14
• 1.2 水液壓傳動技術(shù)的優(yōu)點及應用14-17
• 1.2.1 水液壓傳動技術(shù)的特點14-15
• 1.2.2 水液壓傳動技術(shù)的應用15-17
• 1.3 國內(nèi)外海水液壓泵、馬達的研究概況17-22
• 1.3.1 國外研究情況18-21
• 1.3.2 國內(nèi)研究情況21-22
• 1.4 本課題的研究概況22-26
• 1.4.1 課題來源22-23
• 1.4.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)問題分析23-24
• 1.4.3 課題主要研究內(nèi)容24-26
• 2 海水馬達結(jié)構(gòu)型式選擇及運動分析26-41
• 2.1 海水馬達結(jié)構(gòu)的確定26-28
• 2.1.1 主體結(jié)構(gòu)型式選擇26-27
• 2.1.2 配流方式的確定27-28
• 2.2 海水馬達工作條件分析28-30
• 2.2.1 環(huán)境問題分析28-29
• 2.2.2 介質(zhì)問題分析29-30
• 2.3 海水馬達運動學分析30-32
• 2.3.1 柱塞運動分析30-32
• 2.4 海水馬達動力學分析32-35
• 2.4.1 柱塞受力分析32-34
• 2.4.2 缸體軸受力分析34-35
• 2.5 海水馬達流量分析35-40
• 2.5.1 瞬時流量及脈動特性分析35-38
• 2.5.2 柱塞泄漏量分析38-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 海水柱塞馬達樣機設(shè)計41-53
• 3.1 總體設(shè)計目標41
• 3.2 海水柱塞馬達虛擬樣機設(shè)計41-43
• 3.3 海水馬達主要參數(shù)設(shè)計43-46
• 3.4 海水馬達主要零部件的設(shè)計及選材46-49
• 3.4.1 柱塞的設(shè)計46-48
• 3.4.2 缸體軸的設(shè)計48-49
• 3.5 海水馬達材料選擇及熱處理工藝49-52
• 3.5.1 材料選擇的基本要求49-52
• 3.5.2 主要零部件材料的確定52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 4 海水柱塞馬達的建模與仿真53-68
• 4.1 AMESIM 軟件簡介53
• 4.2 海水柱塞馬達仿真模型的建立53-58
• 4.2.1 柱塞模型的建立54
• 4.2.2 配流盤模型的建立54-55
• 4.2.3 斜盤模型的建立55-56
• 4.2.4 缸體軸模型的建立56
• 4.2.5 電機驅(qū)動液壓泵輸入模型的建立56-57
• 4.2.6 海水馬達模型的建立57-58
• 4.3 海水柱塞馬達的仿真分析58-64
• 4.3.1 參數(shù)設(shè)置58-60
• 4.3.2 仿真分析60-64
• 4.4 海水柱塞馬達參數(shù)化仿真分析64-67
• 4.4.1 斜盤傾角對馬達性能的影響64-65
• 4.4.2 流量輸入對馬達性能的影響65-66
• 4.4.3 負載對馬達性能的影響66-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 5 海水馬達的樣機制造及實驗68-74
• 5.1 樣機加工制造68-70
• 5.2 樣機性能試驗分析70-73
• 5.2.1 試驗原理70
• 5.2.2 空載跑合試驗70-72
• 5.2.3 加載試驗72-73
• 5.2.4 試驗總結(jié)73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 6 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.3 工作展望75-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 個人簡歷81-82

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