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。     

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。     

双面凹槽凸轮除冰供液泵的设计

针对当前民航传统曲柄连杆机构除冰往复泵存在的脉动、冲击等问题,设计了一种新型双面凹槽凸轮除冰供液泵。凸轮是该新型泵的核心驱动机构,双面开设凹槽,去除了传统的复位框架,简化了结构;两面凹槽呈90°相位分布,可使各缸流量耦合,实现系统的恒流量输出。活塞杆运动采用摆线规律,消除了冲击。运用解析法求得凹槽轮廓曲线方程,并对主要承载部件进行了设计。该新型泵结构简单,具有优良的输送性能。     

凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵仿真及分析

针对传统往复泵结构复杂、流量波动较大、凸轮驱动往复泵寿命短等问题,提出了一种凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵,凸轮机构和齿扇齿条机构的交替工作驱动该往复泵的活塞做往复运动,使活塞呈现匀加速—匀速—匀减速的运动规律。建立了活塞的运动方程,并以三缸往复泵为例分析了往复泵的流量特性和相位误差角对流量脉动的影响,建立了凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的动力学仿真模型,讨论了液力端载荷作用下活塞的运动特性。研究结果表明:凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的流量脉动率仅为1.68%,已经达到曲柄滑块机构往复泵有空气包作用时的效果;相位误差对流量脉动存在一定影响,其大小应控制在±30′以内。仿真结果验证了所提出的凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵的合理性与可行性。     

凸轮机构恒流量往复泵动力端设计

新型三缸单作用恒流量往复泵动力端采用特殊的凸轮传动机构取代传统往复泵的曲柄连杆机构,使柱塞产生等加速-等速-等减速组合运动规律,从而使得输出流量与压力无波动,大大提高了往复泵的性能。本文就该泵动力端凸轮机构设计进行了详细阐述,并进一步分析液力端恒流量特性。     

二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵凸轮机构设计

根据二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵的结构特点和性能要求,对其凸轮机构进行了设计。选用对心滚子直动从动件平面凸轮机构,柱塞采用五次项修正等速运动规律,建立了各阶段运动规律的数学模型,运用MATLAB软件得到了柱塞运动规律曲线及泵的瞬时流量曲线,该运动规律能保证凸轮机构工作平稳,无冲击,能实现泵的流量脉动小,甚至趋近于恒流量。进一步运用"解析法",在CAXA软件中精确生成了凸轮实际轮廓曲线,利用Pro/E软件建立了凸轮轴的三维造型,为后续研究奠定了基础。     

新型1640 kW立式六缸钻井泵主要技术参数的研究

针对目前国内卧式往复钻井泵存在的问题,新型立式六缸钻井泵动力端采用具有特殊轮廓的圆柱凸轮机构取代传统的曲柄连杆机构,可实现流量均匀、压力波动率小和流量脉动小的运动规律,相对于传统同类型往复泵具有结构简单、体积小和质量轻等特点。通过分析计算,对新型1 640 kW立式钻井泵主要技术参数予以优化确定,为研制提供参数依据。     

TYB型凸轮转子叶片泵若干问题的分析与研究

凸轮转子叶片泵是一种新型结构液压泵。本文论述了通过泵结构上的合理设计。凸轮转子过渡曲线线型的正确确定，各项结构参数的优化与组合等，可提高泵的工作寿命，并使其流量脉动减至最小，成为目前各种液压泵中流量脉动最小的一种。     

基于AMESim的流量脉动仿真与抑制方法研究

针对除冰系统过大流量脉动引起的系统振动和加热器失效问题,推导了双作用往复泵系统的流量计算公式,分析了系统产生流量脉动的原因,用仿真软件AMESim分析了3台双作用往复泵的流量叠加特点,提出通过优化连杆长度抑制流量脉动的方法,并分析了优化法和相位分散法的抑制效果。结果表明:相位分散法的流量脉动抑制效果明显,增加连杆长度有助于减小脉动,但随着泵的数目增加效果减弱。最终结合两种方法可将流量脉动控制在14%。     

一种新型矿用润滑脂泵的优化设计

针对目前市场上广泛采用的柱塞式矿用润滑脂泵存在的不足,设计一种新型矿用润滑脂泵,该泵采用平底移动从动杆单圆弧凸轮机构作为液压缸的驱动机构,采用变频器调节凸轮转速来实现无级变速和控制润滑脂泵的流量输出。为实现该泵的优化设计,利用Pro/E软件对润滑脂泵系统进行三维实体造型设计,在Pro/An imation环境中实现各零件的虚拟装配,运用Pro/E的MDX模块完成在给定运动条件下的润滑泵运动仿真,获得新型润滑脂泵运动情况的参数曲线,并通过干涉检验验证设计的润滑脂泵模型的可靠性。     

基于遗传算法的凸轮柱塞泵流量脉动分析及优化

精密仪器中使用的凸轮柱塞泵在运动过程中,双柱塞交替推动液体时流量不稳定,容易产生脉动。通过分析得知其根本原因是形成凸轮轨迹曲线误差比较大,使得柱塞杆在轨迹曲线过渡处运动不平稳。为解决流量脉动的问题,提出一种用于优化凸轮轨迹曲线的INGAS遗传算法。首先通过多目标优化建立目标函数,确定优化目标之后,再进行初始化种群及编码,并采用等式约束条件处理得到一个最优解;然后利用局部搜索的方法把最优解作为一个初始值,建立一个评价函数,再次进行局部搜索并且采用线性加权法进行计算,从而得到最终的优化结果。为了验证遗传算法计算出的结果的准确性,搭建了凸轮柱塞泵的测试平台,使用国外先进微型流量计测试流量的脉动。该实验平台可以实时反馈流量的变化数据,并且以曲线的形式反应出优化前后的不同数据。经过测试,优化后的流量脉动及脉动率明显比优化前的小,满足产品的使用需求。     

二维(2D)活塞泵用端面凸轮的设计与误差补偿

该文简单介绍了浙江工业大学阮健教授团队设计发明的一种新型结构的液压泵,名为二维(2D)单体轴向活塞泵,简述了2D泵的结构和原理,并设计了该泵上的端面凸轮机构。利用平面移动凸轮转化为圆柱端面凸轮的方法,设计了在等加等减速运动规律下的圆锥滚子圆柱端面凸轮,给出了其空间实际廓线方程。分析了利用上述方法设计圆柱端面凸轮实际廓线时产生的误差,给出了一种数学计算的误差补偿方法,运用MATLAB软件计算出误差补偿值。误差补偿后,减小了滚子与凸轮之间的间隙,提高了滚子在凸轮上的运动精度,提高了2D泵性能。     

基于曲线拟合修正的圆柱端面凸轮数字化设计

提出一种利用曲线拟合技术进行圆柱端面凸轮数字化设计的方法。该方法根据圆柱端面凸轮的结构特点、工作特性,提出先离散运动曲线,再运用Catmull-Rom三次插值曲线进行拟合,最后运用UG软件的二次开发工具和交互技术,对圆柱端面凸轮进行数字化实体建模。该方法修正了凸轮运动曲线连接处的冲击问题,对建立其他复杂圆柱凸轮数字化模型具有一定的参考价值。     

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。     

基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

目前，国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵，而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题，为此，基于虹膜机构可变孔径原理，提出了一种结构简单的新型摆动泵模型，并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先，分析了新型摆动泵的工作原理，建立了新型摆动泵的几何模型，并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程；然后，使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分，利用Fluent软件的动网格技术，采用RNG k-ε湍流模型，对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟；最后，采用数值模拟的方式，得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线；并通过比对流量脉动曲线，验证了运动学方程的正确性。研究结果表明：新型摆动泵的结构设计是有效的，其最大瞬时流量为1 387.2 L/min,满足设计需求；同时，新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置，最大压力值为0.45 MPa;并且，腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处，流速最大值可达62 m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型...     

三凸起凸轮叶片泵泄漏与容积效率实验

针对单排双凸起凸轮叶片泵流量脉动较大的问题,提出一种三凸起的新型凸轮叶片泵,该泵由三凸起的凸轮转子与两叶片组成,能够保证瞬时流量的均匀性。基于三凸起凸轮叶片泵内部结构的分析,归纳出该泵的几何排量计算公式,并分析该泵主要泄漏途径。通过建立各泄漏途径的流量数学公式,得出该泵的总泄漏量,并通过搭建实验系统进行了容积效率实验。结果表明：随着负载压力的升高,泵的容积效率随之降低,在负载压力为14 MPa时,理论容积效率为95.93%,实验容积效率为88.6%。     

恒流量泵凸轮接触应力计算

根据恒流量往复泵柱塞运动规律的要求，推导、计算了恒流量泵凸轮的廓线、压力角、展角等重要参数；考察了用有限单元法计算凸轮接触应力的可行性，并计算凸轮曲率突变点的应力，解决了常规算法计算不了的问题。计算表明：凸轮曲线曲率突变造成接触力增大，使凸轮整体寿命降低42％以上，是引起凸轮过早破坏的主要原因。     

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。     

立式三缸双作用往复泵流体噪声的仿真计算与分析

为了满足用户对某新型立式三缸双作用船用往复泵噪声的要求,在数字化样机设计阶段,首先根据该泵结构型式、设计与结构参数,建立了动力学数学模型,然后根据该泵液力端3组双作用活塞缸排出口结构特征,建立了流场有限元模型,采用Fluent软件进行计算,最后将流体速度场转化为噪声值并进行了分析。结果表明该新型泵脉动小,其噪声满足相关标准要求,可为立式船用往复泵优化设计提供工程指导。     

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。