本文選題：圓柱凸輪柱塞泵 + 結(jié)構(gòu)設計��； 參考：《西南石油大學》2012年碩士論文

【摘要】：圓柱凸輪柱塞泵是通過具有特殊輪廓曲線的圓柱凸輪機構(gòu)改變柱塞的運動規(guī)律,使其流量和壓力基本無波動,流量不均度理論上為零。與傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu)往復泵相比,它零部件數(shù)量少、體積小、重量輕；同時,圓柱凸輪柱塞泵采用交流電動機驅(qū)動,不需要更換缸套尺寸,直接改變電動機轉(zhuǎn)速就可以得到需要的大排量。此外,與傳統(tǒng)往復泵相比,圓柱凸輪柱塞泵更易實現(xiàn)長沖程、低沖次的目的。為了揭示圓柱凸輪柱塞泵的運動和動力學特性,找出其運動狀態(tài)以及各零部件之間的作用力大小和變化規(guī)律,本文以機械系統(tǒng)動力學為基礎,展開了以下幾個方面的工作： (1)在圓柱凸輪柱塞泵工作機理分析的基礎上,對其進行了結(jié)構(gòu)研究,得出了該柱塞泵主要零部件的結(jié)構(gòu)尺寸,并利用pro/E建立了柱塞泵三維模型,為后續(xù)的動力學研究奠定了基礎； (2)結(jié)合系統(tǒng)動力學研究方法,建立了圓柱凸輪柱塞泵動力端的剛性和彈性動力學微分方程,并通過Simulink搭建了其仿真模型。在此基礎上,考慮到柱塞泵液力端的影響,提出了基于AMESim和Simulink仿真平臺的圓柱凸輪柱塞泵聯(lián)合仿真方法,并建立了聯(lián)合仿真模型； (3)結(jié)合以上仿真結(jié)果,對圓柱凸輪柱塞泵剛性與彈性動力學特性進行了對比分析,并討論了圓柱凸輪柱塞泵泵閥的工作特性對系統(tǒng)流量及壓力的影響,同時分析了相位誤差對該柱塞泵排量的影響； (4)圓柱凸輪柱塞泵動力端采用凸輪系統(tǒng)傳動,接觸應力大、容易失效,本文利用赫茲理論計算了圓柱凸輪副接觸應力大小,并對其進行了接觸強度校核,結(jié)果表明該柱塞泵的圓柱凸輪副滿足接觸強度要求。 本文的研究結(jié)果表明,在考慮零部件彈性變形的情況下,該柱塞泵各零部件受到的動載荷較剛性有所增加,同時柱塞泵的流量和排出壓力也在一定程度上受到零部件彈性變形的影響；其次,泵閥的開啟和關閉壓力滯后對該柱塞泵的流量不均度造成了較大的影響；此外,通過相位誤差分析,找出了柱塞泵的流量不均勻度隨相位誤差角變化的規(guī)律。以上分析結(jié)果對圓柱凸輪柱塞泵的設計、制造和維護具有重要的指導意義和工程實用價值。
[Abstract]:The cylindrical cam plunger pump changes the movement law of the plunger through a cylindrical cam mechanism with special profile curve , so that the flow and pressure are basically free of fluctuation , and the flow uniformity theory is zero . Compared with the traditional crank - link mechanism reciprocating pump , the cylindrical cam mechanism has the advantages of small number of parts , small volume and light weight ;
In addition , compared with the traditional reciprocating pump , the cylindrical cam plunger pump can achieve the required large displacement . In addition , compared with the traditional reciprocating pump , the cylindrical cam plunger pump can realize the purpose of long stroke and low stroke .

( 1 ) Based on the analysis of the working mechanism of the cylindrical cam plunger pump , the structure of the main parts of the plunger pump is studied , and the three - dimensional model of the plunger pump is established by using pro / E , which lays a foundation for the subsequent dynamic study .


( 2 ) According to the system dynamics research method , a differential equation of stiffness and elastic dynamics of the power end of the cylindrical cam plunger pump is established , and its simulation model is set up by Simulink .


( 3 ) combining the above simulation results , the rigidity and the elastic dynamic characteristics of the cylindrical cam plunger pump are compared and analyzed , and the influence of the working characteristic of the cylinder cam plunger pump valve on the system flow and pressure is discussed , and the influence of the phase error on the displacement of the plunger pump is analyzed ;


( 4 ) The power end of the cylindrical cam plunger pump is driven by the cam system , the contact stress is large and the contact stress is easy to fail . In this paper , the contact stress of the cylindrical cam is calculated by using the Hertz theory , and the contact strength check is carried out , and the result shows that the cylindrical cam pair of the plunger pump meets the contact strength requirement .

The results show that under the condition of elastic deformation of components , the dynamic load of the components of the plunger pump is more rigid , and the flow and discharge pressure of the plunger pump are affected by the elastic deformation of the components to a certain extent .
secondly , the opening and closing pressure lag of the pump valve has a great influence on the flow uniformity of the plunger pump ;
In addition , through the phase error analysis , the law of the variation of the flow rate of the plunger pump with the phase error angle is found . The above analysis results have important guiding significance and practical value for the design , manufacture and maintenance of the cylindrical cam plunger pump .
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH322

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