雙排式軸向柱塞泵的設(shè)計及動力特性研究
發(fā)布時間:2017-12-27 17:12
本文關(guān)鍵詞:雙排式軸向柱塞泵的設(shè)計及動力特性研究 出處:《蘭州理工大學》2011年碩士論文 論文類型:學位論文
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【摘要】:當前采用軸向柱塞泵和馬達的液壓系統(tǒng)中,為實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)通常采用節(jié)流閥或斜盤變量等形式,由于其流量調(diào)節(jié)的幅度有限、調(diào)速范圍小及變速時須改變流量而造成功率浪費等限制,導致在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實現(xiàn)低速大排量、恒功率變速等功能。針對上述矛盾,如今提出了雙排式軸向柱塞泵的概念,并設(shè)計出原理樣機。雙排式軸向柱塞泵在斜盤變量的基礎(chǔ)上,通過增加工作柱塞排數(shù)對系統(tǒng)進行二次變量,拓寬了變量范圍。但是雙排式軸向柱塞泵是一個結(jié)構(gòu)全新的型式,它的設(shè)計較單排式更為復雜,各主要零部件自身的設(shè)計存在獨立與關(guān)聯(lián)相交織,零部件之間的設(shè)計也存在獨立與關(guān)聯(lián)相交織。因此,在保證系統(tǒng)性能的前提下,如何有效的降低缸體質(zhì)量、避免柱塞卡缸現(xiàn)象、脫靴現(xiàn)象和合理設(shè)計配流副的參數(shù),有效平衡傾覆力矩等關(guān)鍵技術(shù)是雙排式軸向柱塞泵能否成功應用于液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。 本文在總結(jié)國內(nèi)外單排式軸向柱塞泵研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)雙排式軸向柱塞泵的原理和特點,利用現(xiàn)代設(shè)計方法,研究雙排式軸向柱塞泵在缸體優(yōu)化、避免柱塞卡缸現(xiàn)象和脫靴現(xiàn)象、配流副參數(shù)設(shè)計等方面的關(guān)鍵技術(shù),推導出雙排式軸向柱塞泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設(shè)計公式,并對雙排式軸向柱塞泵進行機構(gòu)的動態(tài)仿真和流體的動力特性研究,為雙排式軸向柱塞泵的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。本文的主要研究工作如下: ①通過對缸體的結(jié)構(gòu)模型進行分析,建立了雙排式軸向柱塞泵缸體體積的數(shù)學模型,以降低缸體質(zhì)量為目標,缸體結(jié)構(gòu)的限制為邊界條件,缸體強度、剛度和缸體與柱塞之間的接觸強度等條件為約束條件,對缸體進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 ②針對柱塞卡缸的問題,利用靜壓和油液薄膜理論,提出了四支撐雙阻尼孔的靜壓支撐方式,并引入多支撐雙阻尼孔式柱塞副的泄漏系數(shù),推導出雙排式軸向柱塞泵柱塞的設(shè)計公式,對雙排式軸向柱塞泵的雙排柱塞進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎(chǔ)上,對柱塞副的間隙進行了優(yōu)化設(shè)計。 ③應用靜壓支撐理論對滑靴進行設(shè)計,并針對雙排式軸向柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數(shù)的概念對中心彈簧預壓力進行了設(shè)計,使預壓力達到最優(yōu)值。 ④根據(jù)雙排式軸向柱塞泵配流盤配流的特點,設(shè)計出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預壓力的設(shè)計基礎(chǔ)上采用靜壓支撐式輔助支撐對配流盤進行了設(shè)計,有效的平衡了缸體的傾覆力矩。 ⑤利用現(xiàn)代設(shè)計方法,建立了雙排式軸向柱塞泵的物理模型,并對柱塞的速度和加速度分布進行了仿真,得出了內(nèi)、外圈柱塞的速度和加速度分布曲線。利用Fluent軟件對不同結(jié)構(gòu)柱塞進行了流體動力特性分析,得出不同結(jié)構(gòu)的柱塞在不同工況下的速度分布和壓力分布。
[Abstract]:The system adopts hydraulic axial piston pump and motor, to achieve flow regulation usually uses throttle valve or the swash plate variable form, because of its limited range of flow regulation, small speed range and variable speed to change the flow and the success rate of waste and other restrictions, to realize low speed large displacement, constant power transmission etc. the same function in the system of oil supply situation. In view of the above contradiction, the concept of double row axial piston pump is put forward and the principle prototype is designed. On the basis of the variable of the inclined disk, the double row axial piston pump has two variables to the system by increasing the number of working plunger rows, which widens the range of the variable. But the double row axial piston pump is a new structure. Its design is more complex than the single row type. The design of each main part is interrelated with itself and the design between parts is interdependent. Therefore, under the premise of ensuring the performance of the system, how to effectively reduce the cylinder quality, avoid plunger cylinder card phenomenon, boots phenomenon and reasonable design of pair of parameters, key technology to effectively balance the overturning moment is the key to the success of the double row type axial piston pump used in the hydraulic system.
【學位授予單位】:蘭州理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2011
【分類號】:TH322
【引證文獻】
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1 王遠;軸向力平衡型多速雙定子軸向柱塞馬達的設(shè)計[D];燕山大學;2013年
,本文編號:1342453
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