轴向柱塞泵摩擦副综合设计法的应用和试验研究

本文详细介绍了用“轴向柱塞泵摩擦副综合设计法”设计通轴式轴向柱塞泵缸体——配流盘摩擦副的设计原理、结构构思、设计要点和试验结果。     

轴向柱塞泵油压力对“浮动体”的瞬时作用力和力矩及泵参数的选择

本文导出了直轴自位式缸体结构的轴向柱塞泵油压力对缸体的瞬时作用力和力矩的解析表达式,得出了一些主要的设计参数和有指导意义的结论。文中算式对其它类型的轴向柱塞泵亦有应用价值。     

基于ANSYS柱塞副配合间隙的仿真分析与试验验证

挖掘机用斜盘式轴向柱塞泵经常出现柱塞"卡死"的现象,造成柱塞泵滑靴脱落,回程盘碎裂,使泵无法工作。为解决此问题,需研究柱塞与缸体的最佳配合间隙值。以排量112 mL/r的柱塞泵为例,利用ANSYS-Workbench软件对不同柱塞副间隙值的柱塞与缸体的压力变形、热变形和热力耦合变形进行仿真分析,研究不同的柱塞副间隙值对泵的容积效率的影响。通过分析提出柱塞与缸孔间隙的建议取值,通过试验验证,泵不会造成"卡死"现象,同时其容积效率可以达到96%～97%。此研究对不同斜盘式轴向柱塞泵柱塞副最佳间隙的选择提供了参考。     

平衡式双排轴向柱塞泵缸体力学性能分析

为优化平衡式双排轴向柱塞泵缸体的力学性能,分析了缸体的受力情况,建立其力学模型和仿真模型,进行了有限元分析,得出不同结构参数下缸体的应力和应变的响应曲面,优化了缸体结构模型。分析不同载荷下应力应变曲线图,结果表明:平衡式轴向柱塞泵缸体具有良好的力学性能,缸体的轴向最大应变和径向最大应变主要取决于外排的变形;相比于仅外排和仅内排的缸体,双排缸体的径向和轴向应变远小于仅外排和仅内排缸体应变之和,表明平衡式轴向柱塞泵缸体双侧的力存在相互抵消情况,其结构相比普通轴向柱塞泵有一定的优势。     

C-SPVO71系列轴向柱塞泵配流副失效分析与改进

针对C-SPVO71系列轴向柱塞泵配流副(配流盘与缸体)试验出现局部磨损以及黏连故障,从配流盘与缸体配流副的力平衡关系、配流盘与缸体摩擦副材料、磨粒磨损3个方面进行失效分析,提出以下改进措施:在保证柱塞泵容积效率的前提下,减小剩余压紧力;选择高耐磨的摩擦副材料;控制磨粒磨损的先决条件.将这些措施运用于产品批量制造,取得较好效果.     

斜盘式轴向柱塞泵摩擦副分析

分析了斜盘式轴向柱塞泵马达摩擦润滑的研究现状,根据斜盘式柱塞泵的工作原理,分析了柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副的润滑性能特点、摩擦性能的影响因素等,提出了改善其摩擦润滑状态的方法.     

轴向柱塞泵球面配流副可靠性评估

球面配流副结构紧凑、承载面积大、抗倾覆力矩能力强，是高压大流量柱塞泵常用结构之一，其可靠性评估是柱塞泵可靠性的关键部分。提出一种对柱塞具有一定倾斜角度的球面配流副的疲劳裂纹和磨损退化的可靠性评估方法。建立球面配流副油膜的分布模型，获得内外密封带的压力表达式，实现配流副的受力分析。通过球面配流副ANSYS仿真模型并分析缸体薄弱环节，基于Miner准则对缸体进行疲劳可靠性分析。基于逆高斯理论计算球面配流副的磨损可靠度。最后将疲劳可靠性和磨损可靠性相结合，研究其整体可靠性。研究结果表明：柱塞倾斜的轴向柱塞泵的球面配流副的最薄弱环节为高低压腔孔交界的尖角处，在给定的应力条件下，存活率为50%时，该设备的最低循环次数为4.839×109次，缸体寿命为31 839.52 h；整体应力循环次数的数量级与疲劳和磨损可靠性中循环次数数量级较低的一致，因此在多种可靠性相结合时，整体可靠性降低。     

K3V柱塞泵的CFD分析与模拟

针对K3V轴向柱塞泵的流道非定常流动,应用CFD软件对柱塞泵的流场进行了数值分析。利用滑移网格技术与动网格技术对柱塞泵缸体的旋转运动与柱塞的直线运动进行了动态模拟,得到了柱塞泵油膜在不同时刻的压力云图、泵出口流量变化曲线以及柱塞腔内压力变化曲线,对流量倒灌现象进行了分析,为K3V柱塞泵流道设计提供理论基础。     

轴向柱塞泵摩擦副材料的摩擦磨损实验研究

轴向柱塞泵是液压系统中的核心元件,斜盘式轴向柱塞泵的寿命及可靠性直接取决于斜盘-滑靴副、缸体-配流盘副和缸体-柱塞副3种摩擦副的材料、配对情况及工艺参数的选择。使用MWF-10往复式摩擦磨损实验机进行实验,记录硬材料(38Cr Mo Al,20Cr Mn Ti,30Cr Mo VA)与软材料(HMn58-3,QAl9-4,QT500-7)所组成的摩擦副的磨损情况。基于正交实验法的分析,得到配对材料表面粗糙度和硬度对磨损量和摩擦因数的影响。当摩擦副配对材料为HMn58-3(Ra0.2)/20Cr Mn Ti(Ra0.2)时软材料的磨损量最小,硬材料表面粗糙度对摩擦因数和磨损量的影响最大。     

轴向柱塞泵配流机构过流面积分析及计算

解析推导了基于不同半径腰形槽相贯的轴向柱塞泵配流机构过流面积计算公式,利用Matlab软件绘制了过流面积随缸体旋转角度的变化规律曲线.研究结果对于轴向柱塞泵/马达的理论分析、仿真计算、优化设计具有一定的参考价值.     

掘进机液压系统中柱塞泵壳体温升的试验分析

针对隧道掘进机液压系统中三联柱塞泵壳体温度存在明显差异的问题,首先分析轴向柱塞泵的生热机制,并对三联泵中不同排量的轴向柱塞泵进行了壳体温升、泄油压力及泄油流量的空载试验。试验结果表明:排量为145、260 mL/r的轴向柱塞泵,其壳体中部温度最高,是滑靴副、柱塞副、配流副、柱塞泵搅动总功率损失所致;带离心加注泵的柱塞泵,通过将泵送的多余油液经壳体流回油箱,可显著降低柱塞泵壳体温度,降温可达11℃。     

正弦微沟槽织构对柱塞密封副摩擦学性能的影响

目的 研究不同工况下正弦沟槽织构对柱塞密封副摩擦性能的影响,以降低压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损.方法 基于压裂泵柱塞密封副几何模型和流体润滑理论,建立了正弦微沟槽织构化柱塞-橡胶密封副动压润滑数值理论模型,通过仿真模拟研究了不同柱塞密封压力、运动速度对正弦织构减磨性能的影响.结果 不同密封压力下,从40 MPa增至140...     

高压大流量柱塞泵建模与仿真研究

航空用高压大流量柱塞泵的研究是现代战机机载系统发展方向之一。根据恒压轴向柱塞泵的结构和工作原理,以AMESim工程软件为平台,建立了柱塞泵关键部件模型,并在此基础上建立了高压大流量柱塞泵仿真模型。在柱塞运动方程中引入斜盘摆动速度这一参数,使得对斜盘的力矩分析更符合实际。通过仿真研究,进一步优化了高压大流量柱塞泵设计参数,为机载液压系统高压化设计提供参考。     

滑靴裙部外偏角对其收口特性影响规律研究北大核心

斜盘式轴向柱塞泵工作过程中,滑靴与柱塞球头配合副需转动灵活、无紧涩、无阻滞且具备一定的拉脱力和转动摆角,其滑靴收口工艺是关键。利用DEFORM建立滑靴压合模具仿真模型,分析滑靴裙部在压合过程中的变形及应力特性曲线,揭示不同滑靴裙部外偏角对其收口特性的影响规律。结果表明:滑靴裙部外偏角对压合工艺影响较大,以F3V112DT型号泵为例,滑靴裙部外偏角越大,球头包覆材料越多,所能承受的拉脱力越大;滑靴裙部外偏角越大,柱塞径向间隙越大;当外偏角为13.5°~16.0°时,柱塞滑靴副运动特性较好。研究结果为柱塞泵滑靴压合工艺的智能数字化设计提供参考。     

应用铜型纳米自修复材料原位修复喷油泵柱塞偶件的研究

将平均粒径为20～50 nm的铜粉均匀分散到柴油中,在12PSDB75型喷油泵试验台上利用纳米铜微粒的磨损自修复性能,在不拆卸零件的情况下对磨损失效的喷油泵柱塞偶件进行了原位修复,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对修复前后柱塞表面进行了形貌与微区成分分析.结果表明,在试验台转速500 r/min的条件下修复后的喷油量较修复前提高了33.3 %.这主要是因为在喷油泵运转过程中,添加到柴油中的纳米铜颗粒能在柱塞及柱塞套内表面形成一定厚度的铜保护膜,从而减小偶件的配合间隙,增大喷油压力与喷油量,改善喷油泵性能.     

应用铜型纳米自修复材料原位修复喷油泵柱塞偶件的研究

将平均粒径为20~50 nm的铜粉均匀分散到柴油中，在12PSDB75型喷油泵试验台上利用纳米铜微粒的磨损自修复性能，在不拆卸零件的情况下对磨损失效的喷油泵柱塞偶件进行了原位修复，利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等对修复前后柱塞表面进行了形貌与微区成分分析。结果表明，在试验台转速500 r/min的条件下修复后的喷油量较修复前提高了33.3 %。这主要是因为在喷油泵运转过程中，添加到柴油中的纳米铜颗粒能在柱塞及柱塞套内表面形成一定厚度的铜保护膜，从而减小偶件的配合间隙，增大喷油压力与喷油量，改善喷油泵性能。     

基于AMESim的轴向柱塞泵流量脉动特性仿真研究

流量脉动特性是轴向柱塞泵的固有特性,是影响轴向柱塞泵工作性能和液压系统稳定性的重要因素。为减小轴向柱塞泵的流量脉动,理论分析了其运动特性和流量脉动特性;基于AMESim软件建立了仿真模型,得到了不同柱塞数目、转速和斜盘倾角情况下的流量脉动曲线。研究结果表明:轴向柱塞泵的流量脉动随柱塞数目增加、转速提高和斜盘倾角的增大而减小,研究结果为减小轴向柱塞泵的流量脉动提供了参考依据。     

斜轴式海水柱塞泵的研制

海水液压泵作为海水液压系统的核心动力元件,是海水液压技术发展的关键.通过分析和比较各种现有的海水液压泵结构形式,确定以斜轴式柱塞泵为该泵的结构形式;阐述斜轴式海水柱塞泵的结构特点以及工作原理;讨论斜轴式柱塞泵关键零部件--柱塞副和配流副的设计和材料选择;并介绍该泵的应用状况.     

故障模式下斜盘式轴向柱塞泵的流体振动传递路径分析

轴向柱塞泵是液压系统中的核心元件,其性能直接决定了整个系统的安全性和可靠性。而轴向柱塞泵故障也时常发生,最为常见的是三大摩擦副及轴承的失效故障。常常出现压力脉动、流量不达标、油液泄漏量大、壳体振动异常等多征兆问题,致使工作人员对其故障的溯源难以精准判别。但是轴向柱塞泵发生故障时壳体的异常振动对于各故障模式下其表现出来的时/频域曲线均不一致,所以本文对轴向柱塞泵正常及各种故障模式下进行流体振动产生机理及传递规律分析;建立柱塞泵流体振动传递路径模型及振动微分方程;利用MATLAB求解得到柱塞泵各模式下前、中、后壳体振动响应时/频域曲线,并提取典型故障特征信号。为轴向柱塞泵各故障模式下诊断提供理论依据。     

基于虚拟样机的双向非对称柱塞泵特性研究

根据柱塞泵的物理模型参数,分别在AMESim与ADAMS环境中构建了柱塞泵的液压模型与动力学模型,并通过二者的底层接口搭建起液固耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型。基于虚拟样机,研究EHA三油口非对称柱塞泵的正反旋向特性。结果表明：随着转速的提高,柱塞泵的出口流量脉动率降低;随着负载的增加,单柱塞所受轴向液压力升高,泵的输入转矩增加;反转情况下,柱塞通过三油口柱塞泵配流窗口之间的非死点过渡区域时会产生比正转时更大的流量脉动与压力超调。在此基础上,通过试验测试,验证了仿真结果及设计参数的正确性。