双定子泵对多输出齿轮马达传动特性的分析

为了使定量泵输出多级定流量、不用减压阀实现一泵多压,定量马达实现多级定转速、转矩,设计了双定子泵和多输出齿轮马达,同时提出了双定子泵对多输出齿轮马达传动系统。在规定了元件的职能符号之后,分别以双作用双定子泵与1-3型多输出齿轮马达为例,分析了双定子泵和多输出齿轮马达在不同工作方式下的输出特性,得出了B-A型多输出齿轮马达的工作方式、双定子泵输出流量和多输出齿轮马达输出转速、转矩的一般公式。同时,探讨了排量系数对输出特性的影响。结果表明:通过改变多泵、多马达的连接方式,实现了液压传动系统多级定转速、定转矩的输出,扩大了输出的范围,为新型液压传动系统的应用提供了依据。     

单泵驱动摆动多路马达传动系统输出特性

摆动多路马达通过设置双定子和增加作用数,在一个壳体里面形成了多个相互独立、互不干扰的马达,可以实现多输出。以单泵和摆动多路马达为基础建立传动系统,理论探讨该传动系统中摆动马达输出转速和转矩的多样性。以双定子双作用摆动多路马达为例,通过数学推导得出马达不同连接方式下的转速和转矩公式,并运用MATLAB进行分析。研究结果表明：普通连接方式下单泵驱动的双定子双作用摆动多路马达具有8种转矩和转速输出,在差动情况下有4种转速和转矩输出。并进一步论证了单泵驱动下双定子N作用摆动多路马达在普通连接情况下有N2+2N种转速和转矩输出,在差动连接下有N2种转速和转矩输出。     

一种新型内啮合齿轮泵的设计计算与制造

1.问题的提出在液压传动和润滑供油中,渐开线外啮合齿轮泵由于“空穴”现象转速不能太高,所以泵的每分钟流量受到限制。另外,外啮合齿轮泵由于受到“外啮合”的影响,所以体积也不会太小。内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比,其体积小,并且可通过增大配油窗口以避免“空穴”现象来提高泵的转速,流量可以增大,这在工业实践中是很有意义的。当外转子齿廓曲线左右侧各为一段圆弧,内转子齿廓曲线为短幅外摆线的等距线时,可以圆满地实现上述啮合传动,提高泵的液压特性。油泵的装配简图及内外转子齿形如图1所     

双定子力偶型摆动多路马达的径向受力特性

传统马达大多数采用力矩形式的转矩输出，马达在径向方向上受力不平衡。双定子双作用力偶马达通过特殊的结构设计平衡了径向力，输出力偶形式的转矩。双定子双作用力偶马达有内马达单独工作、外马达单独工作、联合工作和差动工作4种工作情况，可以输出12种不同的转速和转矩。为研究不同连接方式下马达的径向力特性，通过数学推导得出双定子双作用力偶马达的径向力公式，对每种工作方式下的径向力进行分析并利用MATLAB软件进行仿真分析，结果表明双定子双作用力偶马达的不同工作状态下径向力都在一定范围内作周期性变化，且存在4种径向力完全平衡和部分平衡的连接方式。     

基于AMESim的多功能液压试验台闭式系统元件选型分析

液压传动系统是工程机械整机重要的传动系统之一,而液压多功能试验台是面向工程机械液压传动系统研究的一个科学试验平台。介绍一种多功能液压试验台闭式马达泵系统元件的选型:根据实验要求,选择满足试验目的闭式马达;根据马达的参数,计算出可以与马达相匹配的闭式泵和电机的参数。将选择好的元件设计成闭式马达泵系统,然后用AMESim进行建模仿真分析,得到马达转速、扭矩变化曲线、泵出口压力变化曲线等。仿真试验结果验证了所设计的液压系统功能的正确性和合理性、元件选型的正确性。     

泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明：增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。     

基于LQ的变转速泵控马达系统转速控制研究

以变转速泵控马达系统为研究对象,为提高马达转速抗负载干扰能力,以马达转速稳定输出为控制目标,研究变转速泵控马达系统转速方法。建立了变转速泵控马达系统数学模型,以数学模型为基础,提出了基于线性二次型(LQ)的马达转速控制方法。以某企业泵-马达测试试验台为基础,对所提出的控制方法进行仿真与实验研究。结果表明:该方法具有良好的控制效果,实现了马达转速的稳定输出。研究结果为变转速泵控马达系统的应用奠定了的理论与实践基础。     

平衡式行星传动齿轮泵不同压油方式动态特性

介绍了传统齿轮泵存在的不足和齿轮泵的发展,提出了3种不同啮合方式的平衡式行星传动齿轮泵：平衡式外啮合多齿轮泵、平衡式复合齿轮泵、平衡式内啮合多齿轮泵,并阐述了3种泵的工作原理。分析了3种不同啮合方式的平衡式行星传动齿轮泵的流量特性与力学特性,指出平衡式行星传动齿轮泵从结构上解决了齿轮泵液压径向力不平衡的问题,并在大大增大齿轮泵的排量的同时,减小了齿轮泵的流量脉动,指出了平衡式行星传动齿轮泵是齿轮泵未来的发展方向。     

非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明：非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。     

基于ADAMS的伺服泵渐开线花键啮合动力学仿真研究

采用Pro/E建立伺服电机驱动液压泵的渐开线花键传动的三维实体模型,并导入ADAMS建立对应的虚拟样机模型。基于ADAMS的动态接触力模型,在内花键套与外花键轴之间施加接触力;根据伺服电机的运动特点,在内花键套上施加转速驱动;根据叶片泵的负载特性,在外花键轴上施加突变负载转矩。实现了伺服泵花键啮合传动过程动力学仿真,得到了内花键套和外花键轴的转角、转速以及驱动扭矩曲线,为深入研究伺服泵花键传动系统动力学特性提供了参考依据。     

考虑油液特性的齿轮泵内部流场仿真分析研究

为提高液压动力系统的可靠性和性能的稳定性,运用FLUENT软件对齿轮泵的二维内部流场进行了瞬态仿真分析,研究了油液的压缩性、黏度等特性对齿轮泵内部流场以及泵出口压力和流量脉动的影响。仿真结果表明:齿轮泵在运转过程中,内部油液的密度、黏度、温度和压力等随环境工况改变发生变化;在齿轮啮合处,油液会发生明显的气穴现象;在转速为600 r/min,负载压力为2.5 MPa时,泵出口的流量脉动特征值较不考虑时增大了1.2倍;经试验验证,泵出口压力脉动动态误差在4.2%以内,为开展齿轮泵的减振降噪及优化设计等方面的研究提供了有效的工具。     

ATCO自动变速器油泵特性分析

以日本JATCO自动变速器油泵的性能参数为研究对象，在输出压力为0.35、0.85、1.5、1.9 MPa的条件下，通过改变输入转速（发动机转速区间）测量油泵的输出流量及输入扭矩，分析了JATCO自动变速器油泵输出流量与转速的关系、输出压力与输入扭矩关系及不同压力下油泵转速与输入扭矩的关系；并利用回归分析原理提出了油泵各参数之间的关系式，为自动变速器油泵性能设计提供了参考。     

高黏度齿轮泵运行与结构参数对泵内压力场影响

为解决高黏度齿轮泵普遍存在的噪声、寿命短等问题,针对影响泵内部压力场变化的因素进行研究,包括运行参数：介质黏度、转速、输出压力,结构参数：齿数。与普通齿轮泵相比,高黏度泵泄漏影响减弱,但困油现象引起的径向力不平衡、噪声高、寿命低的问题更加突出。通过CFD方法对高黏度齿轮泵输送介质过程中内部压力场进行全程模拟。结果表明:困油处压力变化范围随着介质动力黏度的增加而升高,升高速率与动力黏度呈指数关系,当动力黏度为3 Pa·s时,升高速率为 70 MPa/s,动力黏度为30 Pa·s时,升高速率达到 877 MPa/s;转速、输出压力与齿数的增加对泵内压力整体影响较小,但会引起困油处压力的迅速升高。“困油”问题是高黏度齿轮泵优化设计需要考虑的关键因素,合理增加卸荷槽尺寸、降低转速与出口压力、减小齿数是解决高黏度齿轮泵困油问题的有效途径。     

基于齿廓曲线的外啮合齿轮泵排量计算

渐开线外啮合齿轮泵以结构简单、造价低廉等优点而在矿山、工程等领域应用广泛,但目前关于精准计算其瞬时流量、排量的文献较少。为此,基于齿轮啮合机制、轮齿齿廓性质以及转角和啮合点的关系,建立齿轮泵瞬时输出流量的数学及仿真模型。针对齿轮泵重合度、齿轮变位、卸荷槽、侧隙等影响因素对模型进行论证,进而提出一种精准计算渐开线外啮合齿轮泵排量的方法,并采用Simulink仿真软件对不同类型外啮合齿轮泵的瞬时流量进行仿真模拟。同时利用3种不同型号齿轮泵验证排量公式,其最大误差在5%以内。验证计算模型有效性后,基于MATLAB设计了齿轮泵计算辅助平台,实现了外啮合齿轮泵瞬时流量、排量性能可视化,以简化计算流程,适应工程化应用。     

不同工况下弹流润滑与齿轮动力学耦合研究

为探究线接触下齿轮传动系统与弹性流体动力润滑的耦合特性,研究采用广义有限元法建立两级齿轮传动系统,通过有限元法求啮合刚度,考虑齿轮润滑状态下的油膜刚度效应,综合叠加齿轮油膜刚度与啮合刚度,使用Newmark积分法对动力学方程进行求解,分析了耦合润滑后不同工况下齿轮啮合位置处的动力学特性和润滑特性。结果表明：齿轮综合刚度会随转速的增加而减小,随负载增加而增大;转速相比于负载对于油膜厚度影响较大,且考虑了轴的柔性后,传动系统在共振转速区内振幅变化显著,会对油膜厚度和系统振动产生一定影响,耦合油膜后在高速共振区内齿面动载荷变化明显。     

CNC电动螺旋压力机

电动螺旋压力机具有能量可控,锻件精度高等优点,广泛应用于各种材料的精密锻造.本文提出了一种采用电机经齿轮传动带动螺杆直接驱动的机械结构方案,改变电机的转速和输出力矩,将电能转化为飞轮储能.这种直接驱动方法为打击能量计算机精确控制提供了可能.通过矢量控制和直接转矩控制两种电机驱动控制方式实现打击能量控制,减少启动冲击电流.给出了由PLC和变频器组成的控制系统的硬软件实现方法.配置了由单片机组成的打击力显示器.所研究的成果已用于实际生产中.     

基于内环补偿的旋转液压弹性驱动器扭矩控制研究

液压驱动系统具有较高的功率质量比和耐久性特点,但由于系统非线性和高输出刚度,无法应用于交互式控制系统中,尤其是在机器人领域。提出一种力/力矩控制策略,设计了液压驱动器鲁棒内环补偿器(RIC),通过将内环补偿器与外环控制器解耦,将力/力矩控制问题简化为运动控制问题。提出连杆端运动反馈策略,采用扭转弹簧的交叉并联连接方式,建立了驱动器输出扭矩反馈控制器。对液压驱动器转角控制性能和HEA扭矩控制性能进行了试验验证,结果表明所设计的基于非线性鲁棒内环补偿器的HEA具有扭矩可控性、可反向驱动性和强鲁棒性。     

燃油泵齿轮受力分析及其近似计算方法

为精确计算外啮合斜齿齿轮泵的径向力大小和方向以及轴向力大小,以某型燃油泵为研究对象,采用PumpLinx软件仿真得到外啮合斜齿齿轮泵工作过程中主、从动齿轮所受液压力矩的精确值,进而计算齿轮所受啮合力和液压力,获得不同工况下合力大小和方向,最后通过数据拟合给出主、从动齿轮的径向力以及主动齿轮的轴向力关于泵进出口压差、齿宽和齿顶圆直径的经验公式。在变工况下进行了对比分析,结果表明：仿真计算结果与经验公式计算结果吻合。研究结果为某型燃油泵轴承的设计与校核提供了参考,也为系列泵齿轮的受力分析提供了一种近似计算方法。     

深海环境下的齿轮泵效率研究

深海高压、低温的特殊环境会导致液压油的属性发生改变,而液压油作为齿轮泵的工作介质,其变化将严重影响齿轮泵的效率。为了研究深海环境对齿轮泵效率的影响,利用CFD方法建立了齿轮泵内流场模型,研究了不同海水深度以及不同工况时的齿轮泵效率。结果表明:深海环境下,海水深度越深,齿轮泵的效率越低。环境压力与海水温度的变化对齿轮泵的效率均有一定影响,且前者的影响更为显著。随着海水深度的增加,环境压力对效率的影响在转速大于1 900r/min时较为明显,效率降低约6%,在转速小于1 900 r/min时,效率仅降低约3%;海水温度对效率的影响在转速小于1 900 r/min时较为明显,效率降低约4%,转速大于1 900 r/min时,效率仅降低约2.5%。