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跑合方法对斜盘柱塞马达总效率影响研究

机床与液压 2024年第5期52卷 161-168页

作者：高伟王兆强王金铂王小强葛志伟孙令涛董壮壮上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 青岛力克川液压机械有限公司山东青岛266109 上海船舶设备研究所上海200030 上海海岳液压机电工程有限公司上海201620 上海电气液压气动有限公司上海200237

针对跑合方法对斜盘柱塞马达总效率的影响,通过分析影响马达总效率的因素,测试了5台新装配的马达,分为3组试验,分别分析了只进行正转或者反转跑合对于总效率的影响;只进行大排量或者小排量跑合对于总效率的影响;大小排量下正转与反转全... 详细信息

针对跑合方法对斜盘柱塞马达总效率的影响,通过分析影响马达总效率的因素,测试了5台新装配的马达,分为3组试验,分别分析了只进行正转或者反转跑合对于总效率的影响;只进行大排量或者小排量跑合对于总效率的影响;大小排量下正转与反转全面进行跑合对于总效率的影响。结果发现:在此试验方法下,若只进行正转或者反转跑合,一段时间后正反转总效率存在偏差,偏差值2%~3%;若只进行大排量正反转跑合,一段时间后大排量下总效率达到最大值,而小排量下总效率略小于最大值,差值小于1%,若只进行小排量正反转跑合,结果相反;若进行大小排量下正转与反转全面跑合,跑合12 min后,总效率基本接近最大值,跑合24 min后,总效率已趋于平稳。因此,建议出厂试验测试总效率前,需要按照JB/T 10829—2008《液压马达》行业标准跑合的方法,进行大小排量下正转与反转全面的跑合,跑合总时间不低于12 min,若想测出更加精准的总效率,跑合总时间不低于24 min,不同马达可能存在差异。

关键词：柱塞马达总效率跑合方法

斜盘式轴向柱塞马达变速过程动态特性分析及结构优化

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斜盘式轴向柱塞马达变速过程动态特性分析及结构优化

作者：刘宁烟台大学

学位级别：硕士

斜盘式轴向柱塞马达作为液压系统中主要的驱动机构,具有压力高、体积紧凑、输出扭矩大、输出速度可调等优点,广泛应用于船舶的锚链系统、龙门吊的起重系统、挖掘机的行走系统等高端装备中,现已成为现代工程机械中不可或缺的一部分。国... 详细信息

斜盘式轴向柱塞马达作为液压系统中主要的驱动机构,具有压力高、体积紧凑、输出扭矩大、输出速度可调等优点,广泛应用于船舶的锚链系统、龙门吊的起重系统、挖掘机的行走系统等高端装备中,现已成为现代工程机械中不可或缺的一部分。国外柱塞马达性能稳定,使用寿命长,而国内马达故障频发。因此如何提高马达的可靠性和使用寿命已经成为制约我国高端柱塞马达发展的“卡脖子”问题。针对某公司用于50 t挖掘机上型号为M96A马达在低速和高速相互转化过程中常出现的卡盘断裂、滑靴脱落、柱塞“卡死”在缸筒内等故障,对马达变速过程的动态特性进行分析,并对其进行结构优化,为马达故障分析和结构设计提供理论基础。具体研究内容如下:(1)基于斜盘式轴向柱塞马达的工作原理及马达控制系统的运行方式,采用空间坐标法建立了柱塞、滑靴、球铰的运动学的数学模型,同时对马达关键零部件建立了动力学的数学模型,通过数学模型为从理论层面分析马达的变速动态特性提供了指导。为保证后续虚拟样机搭建的准确性,使用偏心圆环缝隙流动的计算方法及平面缝隙间的层流理论建立了柱塞与缸孔、配流盘与缸体、滑靴与斜盘的理论泄漏模型。根据配流盘三角槽及肾形孔的结构,计算了配流盘的通流面积。最后通过厚壁圆筒法计算了缸体的强度,为快速校核缸体结构的强度提供了验证方法。(2)根据现有物理样机通过Solidworks软件建立了斜盘式轴向柱塞马达的数字化模型,并通过数字化模型及运行工况分别建立了马达的AMESim液压系统模型和Adams多体动力学模型。在动力学模型的基础上使用有限元软件Ansys-APDL对回程盘进行柔性化处理,以建立马达的刚柔耦合模型。最后,通过搭建各软件间的数据传递接口,将AMESim中柱塞腔压力、转速、斜盘倾角等导入Adams中进行逆运动-动力学求解,从而构造出马达的机液-刚柔耦合的联合仿真模型。(3)通过联合仿真分析了斜盘式轴向柱塞马达高低速变换的响应时间和变速频率对柱塞腔冲击压力的影响规律,得到了M96A马达的变速最优响应时间和变速频率。在此基础上通过刚柔耦合模型分析了回程盘与滑靴的动态碰撞规律、回程盘的模态等。马达变速时回程盘所受应力大约为不变速时的2倍,对回程盘结构优化后发现了其最小应力结构。最后将仿真得到的冲击压力于Ansys的静力学模块对柱塞强度、柱塞与缸孔的接触情况等进行了分析,发现柱塞与缸孔存在较大的应力集中现象,柱塞结构鼓形优化后减小应力,降低“卡死”现象发生的可能性。(4)对优化柱塞结构后的斜盘式轴向柱塞马达于“50 t行走马达双工位实验台”上进行测试,首先介绍了实验设备、实验步骤、测试原理、实验标准等。然后对马达的总效率、容积效率、压力、流量及变速特性等进行测试。通过测试结果可知,当测试压力为200 bar时,马达的容积效率均大于93%,总效率在低速时均大于75.6%,高速时均大于68%,在允许的误差3%以内,表明柱塞优化结构合理。以马达转角和斜盘倾角双变量从理论层面对马达变速时各部件的动态特性进行了深入分析。运用频率调制的梯形波模拟斜盘角度的变化,借助机液-刚柔耦合模型深入剖析了马达变速过程中关键零部件的运动学及动力学特性,探究了柱塞和回程盘不同结构下的应力应变规律,为其结构优化提供了指导。通过一系列实验对马达进行全面测试,进一步验证了柱塞优化方案的正确性。

关键词：柱塞马达动态特性机液-刚柔耦合结构优化

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全水润滑的斜盘式水液压柱塞马达的试验研究

北京工业大学学报 2013年第7期39卷 981-985页

作者：杨立洁聂松林张小军张安庆赵俊波北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

研制了一种全水润滑的浮动配流结构的斜盘式水液压柱塞马达,该马达工作压力为10 MPa,输出转矩为12.5 N.m,额定转速为1 500 r/min;介绍了该马达的结构特点,并在自行研制的水液压元件综合试验台上进行了马达的性能试验,对马达的空载排量... 详细信息

研制了一种全水润滑的浮动配流结构的斜盘式水液压柱塞马达,该马达工作压力为10 MPa,输出转矩为12.5 N.m,额定转速为1 500 r/min;介绍了该马达的结构特点,并在自行研制的水液压元件综合试验台上进行了马达的性能试验,对马达的空载排量、容积效率和机械效率等进行了测试,验证了设计的正确性.

关键词：全水润滑柱塞马达综合试验台

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点接触式轴向柱塞马达配流面改进设计与实践

机床与液压 1989年第6期17卷 15-20页

作者：罗勇武孙友松李定华方富强黄新恩

本文通过研究点接触式轴向柱塞马达配流面的受力情况,介绍了运用静压平衡理论设计平衡油室的办法,解决缸体上存在的由于作用不在支承点上所造成的附加倾复力矩的问题。

关键词：柱塞马达轴向配流盘静压平衡

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挖掘机回转机构柱塞马达特性仿真研究

机床与液压 2019年第5期47卷 140-143页

作者：赵翠萍山西机电职业技术学院机械工程系山西长治046011

为了更好地回收挖掘机回转机构能量,并对柱塞马达的特性进行研究,建立了基于AMESim软件的轴向柱塞马达以及回转系统的仿真模型。模型以回转机构运行时间作为输入信号,模拟挖掘机从静止状态到回转制动,以及在蓄能器辅助下的反向启动4个... 详细信息

为了更好地回收挖掘机回转机构能量,并对柱塞马达的特性进行研究,建立了基于AMESim软件的轴向柱塞马达以及回转系统的仿真模型。模型以回转机构运行时间作为输入信号,模拟挖掘机从静止状态到回转制动,以及在蓄能器辅助下的反向启动4个作业过程。以某公司23 t挖掘机产品为对象,匹配相应的仿真机构参数值,保证了仿真运行数据的合理性。分析了9柱塞的轴向柱塞马达的配流结构、压力冲击和蓄能器能量回收情况。仿真结果表明,模型参数设置合理,运行正确。该回转机构能量回收的方案为尚未研究的四配流窗口轴向柱塞马达的试制提供了参考,采用优化的三角槽过渡结构,可以有效减少马达的压力冲击。

关键词：柱塞马达回转机构配流结构

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节流调速对轴向柱塞马达寿命的影响

工程机械 1997年第6期28卷 22-23,19页

作者：余国城何西冷浙江省机电设计研究院浙江省机械工业学校

以轴向杜塞马达为例，通过对马达缸体的受力分析，阐述了不同的节流调速系统对马达寿命的影响。

关键词：液压系统节流调速柱塞马达寿命液压马达

基于AMESim的斜盘轴向柱塞马达特性研究

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机床与液压 2019年第5期47卷 10-14页

作者：武明恩王兆强罗一平徐彦飞杨俭上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

分析斜盘轴向柱塞马达的力矩损失和泄漏损失,利用AMESim软件平台建立斜盘轴向柱塞马达的液压系统模型。在相同工况条件下,通过调节配流盘三角形阻尼槽的结构参数,得到液压系统模型仿真曲线,依据仿真结果:在进出油转换过程中,斜盘轴向柱... 详细信息

分析斜盘轴向柱塞马达的力矩损失和泄漏损失,利用AMESim软件平台建立斜盘轴向柱塞马达的液压系统模型。在相同工况条件下,通过调节配流盘三角形阻尼槽的结构参数,得到液压系统模型仿真曲线,依据仿真结果:在进出油转换过程中,斜盘轴向柱塞马达的压力冲击不超过入口压力;以减小压力冲击和流量脉动为目标,优化了斜盘轴向柱塞马达配流盘三角形阻尼槽的结构参数。

关键词： AMESim 斜盘柱塞马达脉动

基于AMESim的四配流窗口轴向柱塞马达仿真研究

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液压与气动 2019年第8期43卷 1-5页

作者：高有山程冬宏孙宣德太原科技大学机械工程学院

参考回转机构双控马达回路原理,搭建了四配流窗口轴向柱塞马达。结合现有的两口马达结构和仿真模型,利用AMESim构建了四口柱塞马达的物理仿真模型,并搭建了简单的油液回路,包括蓄能器等构成的能量回收部分,模拟挖掘机回转机构。对模型... 详细信息

参考回转机构双控马达回路原理,搭建了四配流窗口轴向柱塞马达。结合现有的两口马达结构和仿真模型,利用AMESim构建了四口柱塞马达的物理仿真模型,并搭建了简单的油液回路,包括蓄能器等构成的能量回收部分,模拟挖掘机回转机构。对模型参数进行合理的设置,分析了柱塞马达仿真模型的各项特性及负载特性。仿真结果表明,四配流窗口轴向柱塞马达运行正常,对回转能量回收有一定效果,对节能方案的创新有一定的参考。

关键词：柱塞马达四窗口配流 AMESim仿真

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四配流窗口轴向柱塞马达特性研究

四配流窗口轴向柱塞马达特性研究

作者：孙宣德太原科技大学

学位级别：硕士

挖掘机的作业能量消耗过程由行走、回转、挖掘等几部分构成,其中回转机构的能耗占比高达40%之多,对挖掘机回转机构的节能研究颇为重要。轴向柱塞马达具有排量大,扭矩高和噪音小等优点,被广泛应用于挖掘机的回转机构中。四配流窗口轴向... 详细信息

挖掘机的作业能量消耗过程由行走、回转、挖掘等几部分构成,其中回转机构的能耗占比高达40%之多,对挖掘机回转机构的节能研究颇为重要。轴向柱塞马达具有排量大,扭矩高和噪音小等优点,被广泛应用于挖掘机的回转机构中。四配流窗口轴向柱塞马达作为一种新的执行机构,将传统两配流和三配流窗口结构发展为可单独控制的四配流窗口结构,针对挖掘机等类似回转机械的节能方式提供了新方案。回转机构中利用传统的液压蓄能器作为辅助元件,配合各相应配流油口的工作,回收制动能量并在二次启动时释放利用。文中根据现有的15吨传统挖掘机平台展开研究,参考两口柱塞马达基本结构、运动原理,利用Amesim软件先搭建了普通的轴向柱塞马达仿真模型,验证模型的合理性以及各参数对马达性能的影响。其次合理设计四配流窗口配流盘结构,采用可有效减小压力冲击和震动的三角槽卸荷结构,建立了四配流窗口轴向柱塞马达仿真模型和挖掘机回转机构仿真模型。对回转平台模型中包含的柱塞马达模型参数,蓄能器以及配流盘过渡三角槽进行了计算。分别在单油口供油启动、能量回收制动、蓄能器辅助启动三个工况下运行模型的仿真运算。得到不同工况下的柱塞马达压力和流量等相关特性,验证了马达性能、蓄能器的能量回收和释能效果。为了更好地验证理论模型,课题组试制了样机并进行了简单的性能测试实验。实验结果表明四配流窗口轴向柱塞马达原理正确,但样机的精度不够理想,有待改进。

关键词：四配流窗口柱塞马达能量回收 Amesim仿真