斜盤式海水柱塞泵的可靠性分析和試驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞:斜盤式海水柱塞泵的可靠性分析和試驗(yàn)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:開發(fā)海洋不僅可以獲取人類所需的各種海洋資源,而且對(duì)國防具有重要意義。在海洋設(shè)備中液壓設(shè)備是常見的,傳統(tǒng)液壓系統(tǒng),存在很多弊端。取海水作為液壓介質(zhì)是非常理想的,在海洋中,海水具有取用方便,成本低,無污染等優(yōu)點(diǎn)。海水液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件,是發(fā)展海水液壓技術(shù)的關(guān)鍵。相比液壓油,海水的潤滑性能差、易汽化、腐蝕性強(qiáng)、粘度低等劣勢阻礙了海水液壓泵的發(fā)展。發(fā)展海水液壓技術(shù)還有很多關(guān)鍵問題亟待解決,本文就海水柱塞泵的設(shè)計(jì)、分析和樣機(jī)試驗(yàn)做了探索性研究。 在過去的海水液壓元件的研制經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新型的斜盤式海水柱塞泵,采用缸外大軸承與缸體內(nèi)嵌軸承支撐,柱塞孔采用注塑工藝,柱塞、斜盤等零件的材料及熱處理等方面相比之前的樣機(jī)也有改進(jìn)。 對(duì)柱塞泵的流量進(jìn)行理論分析,并且在AMESim中建立了海水柱塞泵的流量模型,得到了柱塞泵的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與流量特性。在有限元軟件ANSYS中對(duì)柱塞進(jìn)行柔性化處理,在ADAMS中建立海水柱塞泵的剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)模型,,通過聯(lián)合仿真得出了關(guān)鍵零部件的受力和應(yīng)力狀態(tài)。 通過應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型,對(duì)柱塞泵的關(guān)鍵摩擦副和主要零部件包括滑動(dòng)軸承副、配流副、柱塞副、滑靴副和柱塞頸部強(qiáng)度進(jìn)行了可靠性分析,得到了各部分的可靠度。最后利用系統(tǒng)可靠性對(duì)柱塞泵的整機(jī)進(jìn)行可靠性分析,得出了海水柱塞泵樣機(jī)的可靠度為99.25%。 制造樣機(jī)并在海淡水液壓元件綜合試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn),柱塞泵的空載流量和排量都達(dá)到了理論值。在效率試驗(yàn)中,柱塞泵加載到14MPa時(shí)容積效率為70%,比目標(biāo)值略低,還需要繼續(xù)優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】:海水柱塞泵 虛擬樣機(jī)仿真分析 可靠性分析 樣機(jī)試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】:北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TH322
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-6
- 目錄6-8
- 第1章 緒論8-16
- 1.1 課題來源、目的和意義8-10
- 1.2 國內(nèi)外海水液壓泵研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.1 國外水液壓泵研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.2 國內(nèi)水液壓泵研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 可靠性研究現(xiàn)狀12-14
- 1.4 本課題主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)14-16
- 第2章 海水柱塞泵設(shè)計(jì)及流量分析16-42
- 2.1 斜盤式海水柱塞泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理16-28
- 2.1.1 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定16-18
- 2.1.2 海水泵缸體支撐結(jié)構(gòu)選擇18-23
- 2.1.3 配流盤設(shè)計(jì)計(jì)算23-26
- 2.1.4 滑靴設(shè)計(jì)計(jì)算26-27
- 2.1.5 柱塞設(shè)計(jì)計(jì)算27-28
- 2.2 海水柱塞泵的流量分析28-33
- 2.2.1 海水柱塞泵的理論流量28-30
- 2.2.2 海水泵流量損失分析30-33
- 2.3 基于 AMESIM 的斜盤式海水柱塞泵流量仿真研究33-41
- 2.3.1 AMESim 中海水柱塞泵模型建立33-35
- 2.3.2 模型參數(shù)設(shè)置35-38
- 2.3.3 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析38-41
- 2.4 本章小結(jié)41-42
- 第3章 斜盤式海水柱塞泵的樣機(jī)仿真研究42-54
- 3.1 柱塞泵內(nèi)主要運(yùn)動(dòng)零件的動(dòng)力學(xué)分析42-46
- 3.1.1 滑靴與柱塞的運(yùn)動(dòng)分析42-43
- 3.1.2 滑靴的受力分析43-44
- 3.1.3 柱塞受力分析44-46
- 3.2 海水柱塞泵虛擬樣機(jī)仿真46-53
- 3.2.1 構(gòu)建虛擬樣機(jī)模型46-48
- 3.2.2 虛擬樣機(jī)仿真分析48-53
- 3.3 本章小結(jié)53-54
- 第4章 海水柱塞泵的可靠性分析54-64
- 4.1 可靠度計(jì)算的概率統(tǒng)計(jì)理論54-56
- 4.2 滑靴與斜盤摩擦副可靠性計(jì)算56-62
- 4.2.1 滑靴與斜盤摩擦副可靠性計(jì)算56-57
- 4.2.2 配流盤可靠性的計(jì)算57-58
- 4.2.3 柱塞-柱塞孔摩擦副的可靠性計(jì)算58-59
- 4.2.4 滑動(dòng)軸承的可靠性計(jì)算59-60
- 4.2.5 柱塞疲勞的可靠性分析60-62
- 4.3 海水柱塞泵可靠性分析62-63
- 4.4 本章小結(jié)63-64
- 第5章 柱塞泵的樣機(jī)研制與試驗(yàn)研究64-74
- 5.1 海水柱塞泵的樣機(jī)研制64-68
- 5.1.1 柱塞泵的材料選擇64-67
- 5.1.2 柱塞泵的制作67-68
- 5.2 海淡水液壓元件試驗(yàn)綜合系統(tǒng)68-70
- 5.3 海水柱塞泵的試驗(yàn)研究70-73
- 5.3.1 柱塞泵的跑合試驗(yàn)70-71
- 5.3.2 柱塞泵的加載試驗(yàn)71-72
- 5.3.3 試驗(yàn)分析72-73
- 5.4 本章小結(jié)73-74
- 結(jié)論74-76
- 參考文獻(xiàn)76-80
- 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
- 致謝82
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