渐开线齿廓波度与齿轮传动性能的关联性

渐开线齿廓含有大量的波度信息,将其拓展应用,与齿轮传动性能间建立联系,具有重要的工程价值。研究带波度渐开线方程的构建原理,拟合基于实测齿面数据的波度曲线;构建不同正弦波度渐开线齿廓,基于啮合原理在时域和频域范围内分析了波度的波长、幅值和相位与传动误差的关联性,并采用实际齿面数据进行了验证;建立带波度渐开线齿面有限元模型,对齿轮传动过程中波度的波长、幅值和相位与接触应力的关联性进行了仿真分析;开展齿轮传动误差试验,验证了传动误差计算的正确性。结果表明,齿轮传动误差波动幅度大小对齿廓波度的幅值变化较敏感;齿廓波度的周期性与传动误差阶次成分相关;波度波动周期数增加,齿数对应倍数的阶次幅值显著增大;齿面接触应力的大小主要受齿廓波度幅值的影响;渐开线齿廓波度的波长、幅值和相位的变化与齿轮的传动误差、接触应力具有较强关联性,可以基于齿廓波度信息预报齿轮啮合传动性能。     

新型低流量脉动径向球塞泵定子曲线研究

流量脉动是影响径向球塞泵向高压高速方向发展的关键因素,针对径向球塞泵的定子曲线优化设计,是降低其流量脉动率的有效手段。基于等速曲线的特性,引入高次方过渡曲线和正弦过渡曲线设计理论,对单作用径向球塞泵定子曲线进行改进,提出曲线分段方程。对两种新型曲线影响泵流量脉动的效果进行对比评价,分析了曲线形式、过渡角度和球塞个数等主要影响因素。结果发现,采用正弦过渡曲线设计可较大幅度(20%)降低径向球塞泵的理论流量脉动率,可为低流量脉动的径向泵设计提供新思路。     

三头单螺杆泵定转子接触磨损分析

采用ANSYS软件对短幅内摆线外等距曲线及短幅外摆线内等距曲线2种线型的三头单螺杆泵在过盈及压差作用下的变形、受力及接触情况进行有限元分析,得到定转子接触时变形及应力分布云图,比较2种线型三头单螺杆泵的密封性能.结果表明:过盈量的存在是实现螺杆泵密封的重要条件;压差的存在使定子橡胶发生较大的变形,应力应变值也相应增加;短幅内摆线外等距曲线三头单螺杆泵密封性能优于短幅外摆线内等距曲线三头单螺杆泵.     

实时无隙钢球精密传动等速啮合副闪温研究

根据机构的结构特点和闪温理论,研究实时无隙精密钢球传动等速啮合副瞬时接触温升规律,推导出啮合副中各接触点的相对滑动速度、最大接触应力和摩擦功率的计算公式,建立了等速啮合副瞬时接触温升的数学分析模型。通过Matlab编程绘制出一个运动周期内啮合副最大接触应力的变化曲线,计算出不同设计参数下机构的额定载荷,得到一个运动周期内啮合副中最大闪温的变化曲线,并分析了设计参数对最大闪温的影响。结果表明:啮合副闪温的最大值出现在环槽内侧钢球位置角为π时,设计参数对机构最大闪温有较明显的影响。研究结果为无隙钢球精密传动等速啮合副胶合强度分析与热力耦合分析奠定了理论基础。     

定子偏斜角对正脉冲器压力信号的影响

为了提高随钻正脉冲测井仪的信号强度,需要对定子偏斜角角度及偏斜特性进行优化。依据计算流体力学的方法建立了不同的定子偏斜角数值计算模型,分析了偏斜角对旋转阀压力信号幅值和速度场分布规律的影响,并通过试验验证了优化结果的合理性。结果表明:定子流域特性对信号强度有很大影响,压力信号幅值随定子偏斜角的减小而减小;单边偏斜比双边偏斜的压力信号强度大。     

错列导叶对反应堆冷却剂泵水力性能的影响

本文采用数值模拟对交错形式的导叶叶片对于三代核电站反应堆冷却剂泵性能的影响进行研究。通过数值模拟和试验结果的比较验证了数值模拟的有效性。数值研究获得了不同交错叶片导叶方案下核主泵性能的变化。得到了水力性能曲线,轴向力曲线和压力脉动频谱图。数值结果表明:在额定流量下交错叶片稍微减少了水力效率,但对扬程、轴向力和功率几乎没有影响。交错叶片导叶有利于压力脉动,降低了水力部件内部压力脉动的振幅幅值,交错角3/4的方案是一个比较好的选择。     

错列导叶对CAP1400核主泵水力性能的影响

本文采用数值模拟对交错形式的导叶叶片对于大功率屏蔽电机主泵性能的影响进行研究。通过数值模拟和试验结果的比较验证了数值模拟的有效性。数值研究获得了不同交错叶片导叶方案下大功率屏蔽电机主泵性能的变化。得到了水力性能曲线,轴向力曲线和压力脉动频谱图。数值结果表明交错叶片导叶对大功率屏蔽电机主泵性能的影响：在额定流量下交错叶片稍微减少了水力效率,但对扬程,轴向力和功率几乎没有影响。交错叶片导叶有利于压力脉动;交错叶片导叶降低了水力部件内部压力脉动的振幅幅值。交错角3/4的方案是一个比较好的选择。     

迷宫螺旋泵性能的试验研究

对不同参数的三角形螺纹迷宫螺旋泵进行了流量、扬程、功率的性能试验,对比研究了三角形螺纹导程、牙型角、转子定子配合间隙对迷宫泵性能的影响.结合泵送原理和相似原理,推导出了配合间隙变化时,泵送流量、扬程、效率的相似换算关系,换算结果与试验结果吻合.试验同时表明:螺纹导程降低,泵关死扬程升高,流量降低,性能曲线变陡;配合间隙减小,泵扬程和效率提高.     

双作用叶片泵定子曲线的研究

本文针对双作用叶片泵的定子曲线进行比较研究,分析了各种现存的定子曲线的优点及存在的缺陷,提出了改进方案采用高次曲线,这对降低泵的噪声、提高泵的性能、压力等级和工作寿命是极为有利的,是完全无冲击低噪声的定子曲线。     

双作用叶片泵定子曲线的研究

本文针对双作用叶片泵的定子曲线进行比较研究,分析了各种现存的定子曲线的优点及存在的缺陷,提出了改进方案采用高次曲线,这对降低泵的噪声、提高泵的性能、压力等级和工作寿命是极为有利的,是完全无冲击低噪声的定子曲线.     

径向低速大转矩水液压马达定子曲线特性分析

提出了一种采用自然水(含海水和淡水)作为液压介质进行工作的径向低速大转矩马达.研究了不同类型运动规律下的定子曲线相对应的马达输出转矩及其脉动、输出转速及其脉动、接触应力等特性,并对相关特性进行了详细的分析.分析结果表明,具有过渡区的等加速运动规律下的定子曲线,其相应的马达输出转矩和转速变化较为均匀,转矩脉动和最大接触应力相对都比较小.其余几种运动规律下的定子曲线相对应的水压马达在各方面的综合特性上则相对要差一些.通过对水压马达定子曲线特性的分析,得到了马达输出转矩、转速、脉动率和接触应力的一些重要结论,对径向低速大转矩海淡水液压马达的设计和研发具有重要意义.     

水泥环破碎器矩形异形活塞密封性能分析

针对传统圆柱形液压活塞承载力不足问题,提出一种矩形异形活塞,研究其在不同工况下的密封性能。基于Abaqus软件建立异形活塞有限元模型,研究介质压力、密封间隙、活塞运动状态以及摩擦因数对密封性能的影响,并分析异形密封环不同位置处的应力分布和翻转情况。结果显示：静密封时,介质压力越大,密封环的最大Mises应力和最大接触应力越大;密封间隙越小,最大Mises应力与最大接触应力越大;相比静密封,内行程过程中最大Mises应力和最大接触应力都有明显增加,且随摩擦因数增加而增加,而外行程中最大Mises应力和最大接触应力相比静密封差异较小;各工况下应力最大值均出现在密封环圆弧段;在活塞运动过程中密封圈并未发生翻转,只是存在位置的平移情况。研究结果证明了异形活塞的可行性以及良好的密封性能,为活塞结构设计与优化提供了依据。     

球面配流对轴向柱塞泵性能影响的研究

为了对比分析球面配流与传统平面配流对轴向柱塞泵性能的影响,运用曲面造型技术建立基于球面配流的柱塞泵整体流域几何模型。在此基础上,采用动网格模拟缸体柱塞腔的轴向往复运动及旋转运动,利用计算流体动力学技术基于全空化模型对柱塞泵整体流域进行分析,分析了球面配流与平面配流对柱塞泵的压力流量脉动、空化现象等方面的影响。分析结果得出:在柱塞泵空化程度的影响方面二者差异很小,在配流过程中球面配流更加稳定,其压力、流量脉动率均优于平面配流。     

电比例斜轴式柱塞泵特性仿真分析及试验

电比例斜轴式柱塞泵为工程机械液压系统的典型液压元件,建立其准确的数字化仿真模型对于液压泵性能预测与结构优化具有重要意义.在分析阀控缸变量机构的变量原理和先导控制阀的结构特性的基础上,建立了某型电比例斜轴式柱塞泵的数学模型.通过对电比例斜轴式柱塞泵进行机械结构参数测绘,获得了柱塞泵的基本结构参数,利用AMESim软件平台...     

Modeling and Simulation on Axial Piston Pump Based on Virtual Prototype Technology

A particular emphasis is placed on the virtual prototype technology (VPT) of axial piston pump. With this technology it is convenient and flexible to build a complicated 3D virtual based on real physical model. The actual kinematics pairs of the parts were added on the model. The fluid characters were calculated by hydraulic software. The shape of the parts, the flexible body of parts, etc were improved in this prototype. So the virtual prototype of piston pump can work in computer like a real piston pump, and the flow ripple, pressure pulsation, motion principle, stress of parts, etc can be investigated. The development of the VPT is introduced at the beginning, and the modeling process of the virtual prototype is explained. Then a special emphasis is laid on the relationship between the dynamics model and the hydraulic model, and the simulations on the flow ripple, pressure pulsation, motion principle, the stress and strain distribution of the middle shaft and piston are operated. Finally, the advantages and disadvantages of the VPT are discussed. The improved virtual prototype of piston pump more tally with the real situation and the VPT has a great potential in simulation on hydraulic components.     

一种新型永磁式电磁泵的设计

电磁泵是一种体积小、质量小、噪声低和排量小的微型泵。通过参考螺管式电磁铁的功能,设计了一种永磁式电磁驱动的小型柱塞泵,其柱塞悬浮于永磁体中,在高速运动过程中增加了柱塞稳定性,避免了摩擦接触,减小了元件的损耗;同时还介绍了电磁泵设计过程中的主要结构参数对泵性能的影响。     

基于压力渗透载荷的蕾形密封特性分析及参数优化

为改善蕾形密封的密封性能,考虑介质压力渗透效应,利用有限元分析软件ANSYS研究安装工况及介质压力作用下蕾形密封的密封特性,以及运动速度、摩擦因数、几何参数对动密封性能的影响。研究表明:介质压力作用时,蕾形密封密封面接触压力主要由支撑部承担,密封圈不会被挤入密封间隙,具有较好的抗磨损、抗挤出特性;动密封工况下,外行程比内行程产生的接触压力更大,外行程接触压力随摩擦因数增大而增大,内行程则相反,运动速度对动密封性能影响较小。根据几何参数对密封性能的影响对其进行响应面优化,在满足密封要求的前提下降低了活塞杆表面的最大等效应力,降低了活塞杆因表面疲劳磨损而发生密封失效的风险。     

双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵配流特性和变量原理的研究

提出一种有别于常规阀配流泵的"斜盘转动而缸体不动"而采用缸体和配流阀一起旋转的双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵。建立该泵配流机构的数学模型,研究各种结构参数和工作参数对配流特性的影响,尤其是配流阀芯所受离心力对配流特性的影响。以仿真模型和得出的单个柱塞腔的压力响应曲线和输出流量曲线为基础,研究该类型泵流量脉动和侧向力脉动的特点,得出随着泵的工作转速增加,流量脉动和侧向力脉动都增大,当柱塞数量足够多时,柱塞数量的奇偶性在影响流量脉动上没有明显的区别,偶数个柱塞比奇数个柱塞产生的侧向力脉动要大。提出一种新型的阀配流轴向柱塞泵的变量调节方式,并研究该变量方式的原理和调节特性。样机泵的试验结果表明该泵的工作原理可行,进而展望双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵的应用前景。     

边界滑移对柱塞偶件间油膜流动规律的影响

斜盘式轴向柱塞泵内柱塞偶件间油膜为相对运动的偶件提供润滑及密封作用。油膜流动将直接影响柱塞偶件的工作性能。深入分析偶件间油膜的流动规律对设计与优化柱塞偶件有重要意义。基于Navier-Stokes（N-S）方程,引入Navier边界滑移推导偶件间油膜流动方程,根据柱塞运动的周期性规律,分析单个周期内滑移长度和柱塞泵转速对油膜流动剪应力及流量的影响。研究发现：吸油阶段时近柱塞壁面处油膜剪应力随滑移长度增大而减小,流量随着滑移长度增大而增大,柱塞运动速度最大且滑移长度由1 μm增大到3 μm后,剪应力减小18%,流量增大13.59%;排油阶段柱塞运动速度越大,近柱塞壁面处剪应力和油膜流量与无滑移条件下的差距越小。在滑移长度为1 μm的条件下柱塞泵转速由1 500 r/min增大到4 000 r/min时,近柱塞壁面处的油膜剪应力与无滑移条件下相比降低明显,一个周期内油膜总流量与无滑移条件下相比差距减小。     

超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明：固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。