轴向柱塞泵回程盘碰撞干涉分析与结构改进的研究

作     者：陈成 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张静

授予年度：2018年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 085206[工学] 

主      题：柱塞泵 碰撞干涉 结构改进 动能损失 接触情况 

摘      要：轴向柱塞泵运行过程中会因各种故障导致柱塞泵无法正常工作,引起柱塞泵故障的原因有很多,其中包括泵输出流量不足或无油液输出;斜盘倾角为零度时仍有液压油输出;泵输出的压力异常;泵体内产生较大的振动及噪声等。回程盘故障作为其中的一种,当回程盘钻孔处出现严重的磨损甚至崩裂时,将会对柱塞泵的运行造成很大的影响。本文通过对回程盘与滑靴进行碰撞干涉理论及运动学分析,得出影响碰撞干涉程度的因素,对这些影响因素通过仿真软件进行深入分析,得出碰撞干涉程度在这些影响因素下的变化规律,在此基础上,对回程盘进行结构改进并对改进前、后两种结构的回程盘进行比较分析。主要内容如下:前两章主要对柱塞泵与回程盘的研究现状进行总结,并将ADAMS多体动力学、接触问题以及碰撞干涉理论进行透彻的分析。第三章,将理论与仿真相结合,对回程盘钻孔与滑靴颈部的接触情况与碰撞干涉程度进行分析。对滑靴与回程盘进行运动学分析,通过等效替代法将碰撞干涉程度等效为接触动能损失,分析得出影响碰撞干涉程度的因素;然后在ADAMS中建立柱塞泵模型并进行仿真,分析得到回程盘钻孔与滑靴颈部的接触规律,包括接触时对应接触位置与具体接触过程,以此为基础,研究分析主轴转速、斜盘倾角、奇偶柱塞数对碰撞干涉程度的影响,再通过改变回程盘尺寸,包括回程盘的分布圆半径和钻孔直径(即回程盘与滑靴配合间隙),研究不同回程盘尺寸对碰撞干涉程度的影响,并将滑靴自转角速度与回程盘转动角速度随时间的变化情况进行比较分析。第四章,为减小滑靴颈部与回程盘钻孔间的碰撞干涉程度,结合本文所用模型对应的尺寸,并在第三章研究的基础上,对回程盘结构进行改进。在AMESim中对恒压泵建模并将其与ADAMS进行数据接口设置,构建ADAMS和AMESim机液一体化模型,将改进前、后两种结构的回程盘装配到恒压泵中进行联合仿真,对比两种回程盘结构中钻孔与滑靴颈部间的碰撞干涉程度,并将改进前、后回程盘的转速随时间的变化情况进行对比,分析得出改进前、后回程盘钻孔与滑靴颈部接触情况,最后通过对改进后回程盘质心处的偏移量随时间变化情况进行分析,得出改进后的结构对回程盘整体运行稳定性的影响。