新型多列双作用球塞泵流量脉动研究

阐述了径向球塞泵的结构原理,提出了一种新型的采用多列布置的双作用球塞泵,并分别推导出了单列和多列球塞的脉动表达式,并运用方差的相关理论分析并通过软件仿真探明了单列和多列球塞泵的脉动率、脉动噪声振幅及脉动噪声频率与定子轨道结构、球塞个数以及列间布置方式的影响关系。     

采用广义椭圆方程曲线导轨的径向球塞马达的输出特性

改变椭圆曲线的作用次数，可以得到一系列新型的径向液压马达定子导轨曲线，该曲线为一条封闭、连续且高次可导的周期性曲线，可解决内曲线马达内部柔性冲击、定子曲线绘图精度低的问题，可由一个广义椭圆方程生成。探究方程参数以及钢球个数对采用该曲线导轨的径向球塞马达的流量脉动与扭矩脉动的影响，发现作用次数和钢球个数为较大的奇数时，流量脉动和扭矩脉动较小，数据表明该方程曲线导轨在制作低噪声的径向液压马达方面有着显著的优异性能。     

平流泵用非圆齿轮副的优化设计及实验分析

通过对平流泵工作原理的分析,可知降低流量脉动的最终目标就是降低双柱塞推程合成速度波动。现用平流泵主传动机构采用非圆齿轮串联曲柄滑块机构,其中非圆齿轮副是影响双柱塞合成速度的关键因素。基于预期柱塞运动速度特性反解非圆齿轮副的节曲线,在综合考虑非圆齿轮传动特性和力学特性的前提下,对非圆齿轮副节曲线进行优化设计,基于范成法原理进行非圆齿轮齿廓设计,通过虚拟样机仿真验证了理论设计的正确性。实验结果显示,非圆齿轮副的优化设计有效抑制了双柱塞推程合成速度波动,可显著降低流量输出脉动。     

空间星形双凸轮泵的设计与流量脉动分析

为保障民航飞机冬季运行安全,对飞机进行地面除冰至关重要。针对除冰供液系统中传统往复泵存在的流量脉动问题,设计了一种空间星形双凸轮泵。该泵采用两个凸轮180°对称上下布置,每个凸轮同时驱动具有规定相位角的3根活塞杆,使得整机呈空间星形多角度布局。修正五次项和正弦运动规律,设计出平滑无冲击的新型运动规律:推程为"正弦—等速—正弦",回程为"五次项—等速—五次项"。采用解析法建立凸轮轮廓曲线数学模型,对整机进行运动学仿真,进而精确设计凸轮轮廓曲线。计算流量脉动率,并通过试验数据验证了数值模拟的合理性。该新型泵能够降低流量脉动率,实现稳定均匀供液,为民航地面特种装备的研制提供理论基础。     

双面凹槽凸轮泵的流量脉动分析

民航地面除冰系统中选用往复泵作为供液动力装置,以保证高黏度除冰液的物理化学性质。为抑制往复泵的流量脉动,设计了一种新型双面凹槽凸轮泵。该新型泵采用空间对称的布局方式:凸轮端面设置由多段曲线拟合轮廓形成的凹槽,两端面的凹槽轮廓呈90°的相位差;两组液压缸沿凸轮径向对称排列。修正正弦运动规律,设计出"正弦加速—等速—正弦减速—静止"的新型运动规律。采用解析法建立双面凹槽凸轮的轮廓曲线数学模型,对活塞杆进行运动学分析,进而精确设计凸轮的轮廓曲线。仿真分析双面凹槽凸轮泵的流量特性,对比试验数据,验证了该新型泵能有效地降低流量脉动。该研究有利于民航地面特种设备的研制。     

复合双作用径向叶片泵的设计及流量分析

针对双作用叶片泵流量脉动较大的问题,设计一种新型复合双作用径向叶片泵。复合双作用叶片泵的两对定子、转子完全相同且对称安装,其流量为两部分流量耦合。通过改变两定子配合角度以改变出口流量,从而降低瞬时流量的脉动性。对两定子配合角度分别为0°、45°、90°进行数值分析,研究表明所设计的复合泵能有效提高流量,瞬时流量脉动性得到改善。     

基于AMESim的交流正弦液压泵动态特性仿真分析

交流正弦液压泵(简称正弦泵)是重型锻造油压机正弦驱动系统的核心部件。依据正弦泵的结构及工作原理,对柱塞孔与腰形槽构成的节流口面积公式进行了推导。在此基础上,以AMESim软件为工作平台,建立了正弦泵的关键部件及整机模型,并通过仿真计算的方法分别对不同驱动频率、不同活塞个数的正弦泵流量特性以及多泵组合供油时的总输出流量进行了分析。结果表明,活塞个数只影响泵输出流量的大小,而对输出流量脉动的作用并不明显;对于输入的低频控制信号,正弦泵有较快的响应速度且有很高的流量输出精度;多泵组合输出时,输出流量曲线在任意点处仍具有平滑过渡的特性。     

一种新型球塞液压油泵的研制

介绍了一种新型径向球塞液压油泵及其试验装置，该球塞液压泵的工作原理是由主轴带动转子旋转，使其球塞、球塞孔和配流轴之间形成的工作腔体体积发生周期性变化，从而实现吸排液压油。简要说明了该泵在设计加工制造过程中的关键技术，对该泵的流量、压力、噪声进行了全面的性能试验检测，根据其性能曲线进行性能分析，该泵在转速1000 r/min时其流量可达理论流量的88%，压力可达5.8 MPa，噪声65 dB，为液压泵的后续研究提供必要的参考。该泵具体性能指标为最大转速1300 r/min，输出流量范围0~130.6 L/min，输出压力范围0~6.7 MPa，运转噪声最大66 dB，重量33 kg，工作介质为液压油。     

减少凸轮转子叶片泵流量脉动的研究

分析研究凸轮转子叶片泵的凸轮转子过渡曲线线型，叶片厚度，凸轮转子短径与长径之比值，过滤曲线所对应中心角和结构参数等对泵流量脉动的影响，提出减少流量脉动的途径，使流量脉动率减少到０．６５％以下。     

轿车用转向助力泵定子曲线的多目标优化设计

在前人工作基础上,根据轿车用转向助力泵的设计准则,设计出运动学特性好且流量脉动小的分段式组合曲线.并根据转向助力泵对定子曲线的速度、加速度、跃度、流量脉动等要求,进行了基于Matlab的多目标优化设计,以及流量脉动变化规律的可视化分析.将计算结果与传统定子曲线进行了对比,结果表明优化设计所获得的定子曲线在运动学特性和流量脉动控制方面是最优的.     

径向双球头柱塞泵广义心形型线的特性分析

观察心形线，对其幅值和波动进行相应的扩展，可得到广义心形型线，该封闭曲线简单连续且高次可导。将其应用到径向双球头柱塞泵中，得到一种新的径向双球头内作用曲线柱塞泵，并提出一种新的计算方法进行MATLAB仿真运算，求得对应的球头导轨曲线。并对此应用广义心形型线的径向双球头柱塞泵的输出特性进行分析，推导其流量公式、流量脉动公式，并探究柱塞个数、作用次数、长短轴比例系数对其流量脉动率的影响，为以后设计和开发新型的广义心形型线的径向双球头柱塞泵提供了理论依据。     

液压柱塞泵压力脉动函数的仿真分析

流量脉动会引起压力脉动,从而影响液压系统的工作性能,引起结构振动和辐射噪声,会造成液压元件和系统的疲劳破坏,因此仿真分析流量脉动和压力脉动函数对于有效抑制液压柱塞泵的振动和正确设计液压柱塞泵具有重要价值。笔者针对液压泵系统进行定量的振动与噪声分析时所必须具备的激励函数,首先,详细分析了液压泵系统的运行特性,采用傅里叶(Fourier)级数模拟液压泵系统激励函数;然后,建立了压力脉动函数模型;最后,模拟了压力脉动的函数曲线,解决了液压泵系统振动与噪声分析所必需的激励问题。该文为进一步研究液压柱塞泵的定量振动与噪声的响应提供了脉动激励描述,具有理论意义和实际应用价值。     

基于流量脉动系数的齿轮泵齿廓的主动设计及特性分析

为了降低齿轮泵的流量脉动，提出了基于流量脉动系数的齿轮齿廓的主动设计方法。分析了基于极距和压力角函数的齿廓方程的数学描述方法，建立了基于流量脉动系数的齿轮泵中齿廓的主动设计的数学模型，给出了避免齿顶变尖和齿廓交叉的约束条件。以流量脉动系数为10%的齿轮泵为例，设计了齿轮泵的主体结构，分析了齿轮泵的基本特性，并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比分析。研究结果对于缓解齿轮泵的流量脉动具有重要的理论和实践意义。     

对置式机动往复泵流量脉动及影响因素

为降低对置式机动往复泵流量脉动率,根据对置式机动往复泵的结构特点和工作原理,建立瞬时流量数学模型和仿真模型,探究不同结构参数对流量脉动的影响。研究表明:该类泵流量脉动周期受柱塞对数m影响,柱塞对数m为奇数时流量脉动较低,m越大脉动越小;曲柄错角在180°和360°均布时,流量脉动最小;连杆比对流量脉动没有影响。该研究为该类泵的优化设计提供了理论基础。     

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.     

三相活齿泵的理论研究

根据活齿传动原理与活齿泵的工作原理,提出了三相活齿泵的结构原理,推导出了中心轮的齿廓曲线方程,验证了激波器所受的径向液压力完全平衡,分析了三相活齿泵定量与变量形式的流量特性.研究表明,该活齿泵受力对称,液压力平衡,消除了轴承的磨损,流量大,泄漏小,效率高,提高了泵的工作压力,是一种双向泵和变量泵,从理论上讲可以作为液压马达.     

Effect of the blade loading distribution on hydrodynamic performance of a centrifugal pump with cylindrical blades

The effect of the blade loading distribution on head, radial force and pressure pulsation of a low specific-speed centrifugal pump with cylindrical impeller blades were investigated in the present study. Blade shapes were obtained by adopting the 1D inverse design method, impellers with different blade loading curves were obtained while the distribution of the blade loading was carefully tailored. Threedimensional URANS simulation method based on the Shear stress transport (SST) k-ω turbulence model was employed for the analyzation of flow patterns. Numerical results including the pressure distribution and velocity profile were validated by comparing with the available experimental data, and an acceptable agreement was obtained. Three typical parameters of the blade loading curve, including the location of the fore-loading point (m_pre), location of the aft-loading point (m_post) and slope of the rectilinear segment (K), were analyzed. Results showed that the well-designed blade loading curve, such as the fore-loading impeller, can effectively reduce the pressure pulsation amplitude and the radial force. The significant effect of the variation of the aft-loading point on pump hydrodynamic performance was also investigated. Meanwhile, pressure and velocity distributions at different slopes of the blade loading curves show that the fore-loading impeller produces more uniform flow issuing from the impeller than that of the pump with aft-loading impeller, thus reduces the radial force and pressure pulsation of the pump.     

熔体齿轮泵流量特性的理论分析

普通齿轮泵流量品质差,径向力大,不宜在熔体挤出对流量品质要求高的场合中应用,提出了一种适用熔体挤出的齿轮泵。应用数学分析和举例进行MTLAB软件模拟的方法,理论分析了熔体齿轮泵在4种不同齿数特征条件下的啮合位移,叠加运动规律和相应条件下流量均匀性;利用MATLAB软件模拟4种齿数条件下,流量脉动系数相应的变化规律。结果表明:当主动轮齿数Z1=4k时,其流量脉动系数及流量脉动频率与普通外啮合齿轮泵相同;当主动轮齿数Z1=4k+1和Z1=4k+3时,其流量特性基本相同,并且其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的8倍;当主动轮齿数Z1=4k+2时,其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的2倍。     

模糊PID控制的液驱平流泵仿真

针对如何减小往复泵瞬时流量脉动,首先分析了曲柄滑块式往复泵瞬时流量脉动的原因,然后提出了一种液压驱动的平流泵,并利用AMESim和MATLAB搭建了联合仿真模型。由于常规PID难以适应系统的变化,设计了用于3个液压缸控制的自适应模糊PID控制器,利用模糊控制规则,对PID参数进行在线自适应调整。仿真分析表明,液驱平流泵具有良好的流量平稳特性,一个周期内约80%的时间能保持严格意义的平流,其余时间内存在最大幅度约为8.4%的流量脉动,当出口压力在0～0.58 MPa之间变化时,也有良好的流量平稳特性。液驱平流泵与现有平流泵产品结构不同,可为平流泵的设计提供新思路。