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高压子母叶片泵流量均匀性

机械工程学报 2007年第10期43卷 234-238页

作者：那焱青王峥嵘李少年那成烈兰州理工大学流体动力与控制学院兰州730050

针对液压用油的可压缩性,研究高压子母叶片泵流量均匀性及其改善的办法。对液压传动领域中传统的忽略油液可压缩性的理论瞬时流量公式进行修正,建立考虑油液可压缩性时的理论瞬时流量数学模型,绘出理论瞬时流量波形图,计算出流量不均匀... 详细信息

针对液压用油的可压缩性,研究高压子母叶片泵流量均匀性及其改善的办法。对液压传动领域中传统的忽略油液可压缩性的理论瞬时流量公式进行修正,建立考虑油液可压缩性时的理论瞬时流量数学模型,绘出理论瞬时流量波形图,计算出流量不均匀系数。通过研究泵的工况参数变化与流量不均匀系数的关系,确定影响高压子母叶片泵流量均匀性的主要因素是油液的体积弹性模量、泵的工作压力、转速和阻尼的结构型式及参数,而不是排油腔几何容积变化率的不均匀性。研究结果表明,选择合适的阻尼结构型式及参数,使工作腔在预升压过程中,由机械闭死压缩、阻尼倒灌及吸油区叶片伸出耗油而产生的瞬时损失流量在时域上叠加,并将叠加后的幅值近似为常值,可有效地改善泵的瞬时流量均匀性。

关键词：子母叶片泵瞬时流量流量脉动流量不均匀系数

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子母叶片泵供油特性分析

液压与气动 1994年第1期18卷 16-19页

作者：范春行机械部北京机械工业自动化研究所

子母叶片泵与普通叶片泵相比，提高了寿命、改善了供油特性。本文较详细的分析了子母叶片泵的供油特性，对新型高压叶片泵的开发以及泵噪声控制研究提供了一种分析计算方法。

关键词：子母叶片泵供油特性叶片泵

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子母叶片泵配流副油膜压力分布及承载力研究

子母叶片泵配流副油膜压力分布及承载力研究

作者：胡振铭兰州理工大学

学位级别：硕士

配流副是子母叶片泵的摩擦副之一,其油膜的压力分布以及所能产生的总承载力对配流盘有着直接的影响,并且影响叶片泵的性能高低。对叶片泵配流副的研究通常只是将规律区域的压力分布罗列出来,并未考虑过渡区域的压力分布及其承载力,且未... 详细信息

配流副是子母叶片泵的摩擦副之一,其油膜的压力分布以及所能产生的总承载力对配流盘有着直接的影响,并且影响叶片泵的性能高低。对叶片泵配流副的研究通常只是将规律区域的压力分布罗列出来,并未考虑过渡区域的压力分布及其承载力,且未考虑叶片泵工作容腔内油液压力变化所带来的周期性影响。所以其计算结果与真实的情况有一定的差异,没有将油膜的压力分布准确完整的表达出来,总的承载力也没有准确的值,影响配流盘受力分析的准确性。针对该问题,本论文采用理论分析、流场仿真以及电模拟仿真、实验测试相结合的方法,对配流副油膜压力分布以及其可以产生的承载力进行了研究,同时考虑油液中含有颗粒时的情况下,两者的变化情况,主要内容有:1)对叶片泵各部件之间的相对运动进行分析,计算得到了配流盘各个凹槽内油液的压力值,分析了吸油区和排油区处油膜的压力分布情况,以及配流盘背面压紧力的计算方法。2)对油膜模型进行了简化,并且选取刚完成吸油过程时的瞬间时刻,用Fluent软件对其进行边界条件的设置,仿真得到了其压力分布的具体情况,包括了过渡区域的压力分布,以及总的承载力的值。3)在油液中加入颗粒,贴合实际叶片泵的工作情况,得到了其压力分布和承载力的变化情况。4)建立了与油膜相同的导电介质模型,并且采用比值计算的方法,得到了油膜的承载力大小,证明了在复杂模型下电压模拟油压分布的可行性,并且根据叶片泵的工作特点,借助电学模拟仿真,得到了承载力的周期变化情况。最后设计了电学实验,通过取点测量电压的方法,对软件仿真得到的电压分布结果进行了验证,证明了通过电学实验测绘油压分布的可行性。本文通过对子母叶片泵配流副油膜模型进行简化分析,得到了油膜压力的分布规律以及总承载力的周期变化,为叶片泵配流副剩余压紧力的计算提供了方法,对优化子母叶片泵配流盘的受力和变形,平衡摩擦和泄漏有一定的指导意义。

关键词：子母叶片泵配流副油膜压力分布承载力电模拟

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子母叶片泵密闭腔的热力学分析

子母叶片泵密闭腔的热力学分析

作者：赵茹兰州理工大学

学位级别：硕士

本课题选择25VQ21A的双作用子母叶片泵为研究对象,分析叶片泵密闭腔内的油温变化。泵工作过程中,油液进入吸、排油密闭腔吸收泵内部产生的热量,因不能及时的排出,引起油液温度升高,粘度降低,引起摩擦副的工作环境改变,严重时会影响泵的... 详细信息

本课题选择25VQ21A的双作用子母叶片泵为研究对象,分析叶片泵密闭腔内的油温变化。泵工作过程中,油液进入吸、排油密闭腔吸收泵内部产生的热量,因不能及时的排出,引起油液温度升高,粘度降低,引起摩擦副的工作环境改变,严重时会影响泵的使用寿命。因此,对密闭腔内的油温对泵内部温升的影响进行分析,对双作用子母叶片泵的性能优化具有一定的参考意义。运用运动学和传热学知识,对密闭腔内油液热量的产生和传递机理进行分析,绘制出热量传递路线图。针对采用传统理论计算方法很难处理不规则零部件的问题,运用COMSOL软件中的传热模块对壳体的热传导的导热问题进行分析,得出壳体的导热热阻。其次,对热量传递路线各个环节分别建立热力学模型,分析在不同工作压力下子母叶片泵密闭腔内油液温度的变化。最后设计了叶片泵的热力学实验,测量出不同压力工况下油液的温度变化,同时得出吸油区和排油区密闭腔内各个产热源和散热途径的占分比。得出:在吸油区,子母叶片泵出口压力为低压时压差流和剪切流正交产生的热量为主要的产热源;高压时叶片与定子环之间的摩擦产热为主要的产热源。在排油区,泵的出口压力为低压时纯剪切流产生的热量为主要产热源;高压时叶片与转子槽之间的摩擦产热为主要的产热源。散热的主要途径为壳体的热传导导热。

关键词：子母叶片泵密闭腔热力学温升

子母叶片泵浮动侧板变形与配流副油膜厚度研究

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子母叶片泵浮动侧板变形与配流副油膜厚度研究

作者：王辉兰州理工大学

学位级别：硕士

浮动配流副是子母叶片泵的主要摩擦副之一,其油膜厚度对泵的容积效率、机械效率和工作可靠性等性能具有重要影响。传统配流副设计中将油膜间隙看成平行等高度理想状态,未考虑浮动侧板变形造成配流副油膜厚度分布不均的影响,使得理论预... 详细信息

浮动配流副是子母叶片泵的主要摩擦副之一,其油膜厚度对泵的容积效率、机械效率和工作可靠性等性能具有重要影响。传统配流副设计中将油膜间隙看成平行等高度理想状态,未考虑浮动侧板变形造成配流副油膜厚度分布不均的影响,使得理论预测结果与实际相比一致性差。针对该问题,本论文采用理论分析、数值模拟和试验测试相结合的方法,从浮动侧板变形角度对子母叶片泵浮动配流副油膜厚度分布规律和随压力变化规律展开了研究,主要内容有:1)采用二维平面流场近似计算模型,模拟了子母叶片泵浮动配流副的压力分布,建立了子母叶片泵浮动配流副液压推力计算模型。2)建立了基于圆环薄板变形理论的浮动侧板排油区挠度方程,总结了浮动侧板排油区变形规律。3)采用有限元计算方法得到了浮动侧板的三维变形分布,对机芯端盖结构进行了改进,实现了浮动侧板变形的均匀化。4)结合浮动侧板排油区挠度方程和配流副油膜厚度形成原理,计算得到了变形条件下浮动配流副排油区典型位置油膜厚度变化曲线。典型位置理论计算结果与仿真结果相比,二者相对误差小于5%,验证了理论分析方法的有效性。5)根据子母叶片泵结构特点和运行工况,采用周向点扫描和径向点阵的方法实现对配流副环面区域油膜厚度的测量。采用电涡流位移传感器安装于转子上,随转子旋转测得浮动配流副圆周上油膜厚度。用高速滑环解决了由于主轴转动引起的信号线和电源线缠绕问题。用采集卡实现信号采集并传送至计算机,用LabVIEW软件实现了对信号进行处理、显示和储存。本文通过对子母叶片泵浮动配流副油膜厚度分布规律和随压力变化规律的研究为浮动配流副油液功率损失和最佳油膜厚度计算提供了前提,对优化子母叶片泵结构设计,减小子母叶片泵浮动配流副油液功率损失有一定指导意义。

关键词：子母叶片泵浮动配流副浮动侧板油膜厚度测试系统

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双作用子母叶片泵配流副油膜流场的数值分析

液压与气动 2020年第2期44卷 44-49页

作者：李少年张磊赵茹胡振铭兰州理工大学能源与动力工程学院

在建立双作用子母叶片泵配流副的油膜体模型后,运用CFD软件对其流场区域进行流场仿真,得到该配流副油膜的压力和速度分布。分析结果表明:油膜高压区主要集中在排油阻尼槽和排油区的叶片中间腔分油槽附近。双作用子母叶片泵配流盘配流均... 详细信息

在建立双作用子母叶片泵配流副的油膜体模型后,运用CFD软件对其流场区域进行流场仿真,得到该配流副油膜的压力和速度分布。分析结果表明:油膜高压区主要集中在排油阻尼槽和排油区的叶片中间腔分油槽附近。双作用子母叶片泵配流盘配流均压槽较多,使得配流副油膜油液的流动较复杂,油液流动速度很快,且由于油膜内部存在射流现象,导致在高压槽附近出现了负压区域。当转速增加时,压力分布的规律并不会随着转速的增加发生太大的改变,但全速度在油膜高压区由于动压作用的影响反而会减小。径向速度主要受压差作用影响,随着转速增加基本没有变化。

关键词：子母叶片泵配流副油膜压力速度

流体的可压缩性对高压子母叶片泵叶片受力的影响

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机床与液压 2007年第1期35卷 114-116页

作者：李少年那焱青王峥嵘那成烈兰州理工大学流体动力与控制学院甘肃兰州730050

当叶片泵工作压力很高时,油液可压缩性已经不能忽略。本文在考虑流体可压缩性的情况下,对高压子母叶片泵叶片与定子之间的内法向接触反力进行建模和计算机仿真,得到了与实际情况更接近的内法向接触反力的变化曲线,并与普通低压叶片泵定... 详细信息

当叶片泵工作压力很高时,油液可压缩性已经不能忽略。本文在考虑流体可压缩性的情况下,对高压子母叶片泵叶片与定子之间的内法向接触反力进行建模和计算机仿真,得到了与实际情况更接近的内法向接触反力的变化曲线,并与普通低压叶片泵定子与转子之间接触反力的变化曲线进行比较,结果发现两者有很大的区别,这主要是因为国内外现有的文献仍按流体的不可压缩性的假设计算的。高压子母叶片泵叶片从大圆弧区向排油区过渡时,该力的曲线有一个变化的尖角,这样就更加真实地体现叶片与定子之间力的变化情况。最后对该曲线出现的尖角进行了分析,并提出尖角消除的方法,以期得到最佳的叶片受力状况。

关键词：子母叶片泵可压缩性接触反力

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高压子母叶片泵配流盘结构特性分析

机床与液压 2021年第19期49卷 5-9页

作者：李少年常露丹张磊代鹏云王煜兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

通过热流固耦合计算方法,研究高压子母叶片泵配流盘的结构动力学特性。讨论泵工作压力、转速和油液温度变化条件下高压子母叶片泵配流盘的应力应变分布,并研究油液中颗粒固相参数对配流盘结构特性的影响。从得到的形变和应力应变云图可... 详细信息

通过热流固耦合计算方法,研究高压子母叶片泵配流盘的结构动力学特性。讨论泵工作压力、转速和油液温度变化条件下高压子母叶片泵配流盘的应力应变分布,并研究油液中颗粒固相参数对配流盘结构特性的影响。从得到的形变和应力应变云图可知:配流盘的变形和所受的应力主要分布在配流盘吸油区的叶片中间腔均压槽附近,配流盘的排油区基本不发生变形;泵的工作压力和油液温度的变化对高压子母叶片泵配流盘的形变和应力分布影响较明显,而转速和固相颗粒参数的变化基本不影响配流盘的形变。因此,在设计高压子母叶片泵配流盘时,应该充分考虑工作压力和油液温度的影响。研究结论为高压子母叶片泵配流副设计提供一定的参考。

关键词：子母叶片泵配流盘形变应力

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含磨粒油液子母叶片泵摩擦副摩擦特性研究

含磨粒油液子母叶片泵摩擦副摩擦特性研究

作者：刘浩兰州理工大学

学位级别：硕士

叶片泵中存在三大摩擦副,即转子对配流盘表面的滑动摩擦,叶片在转子槽中沿径向滑动的滑动摩擦,叶片顶部沿圆周方向对定子内环表面的刮擦。子母叶片泵的实际工作油液中往往伴随着各种杂质,这些杂质扮演者磨粒的角色,加速了各摩擦副间的... 详细信息

叶片泵中存在三大摩擦副,即转子对配流盘表面的滑动摩擦,叶片在转子槽中沿径向滑动的滑动摩擦,叶片顶部沿圆周方向对定子内环表面的刮擦。子母叶片泵的实际工作油液中往往伴随着各种杂质,这些杂质扮演者磨粒的角色,加速了各摩擦副间的摩擦磨损,严重时导致叶片泵失效,无法正常工作。本文从理论分析和摩擦试验两方面研究了子母叶片泵摩擦副的摩擦特性,设计了叶片泵摩擦副摩擦磨损试验系统。为了分析叶片对摩擦副的摩擦磨损影响,分别做了转子槽内安装叶片和不安装叶片进行试验对比。研究了不含磨粒油液环境下转子滑动速度和接触压力对叶片泵摩擦副的影响,为叶片泵向高速化、高压化的方向发展提供了理论依据;研究了含磨粒油液环境下磨粒直径和磨粒浓度对叶片泵摩擦副的摩擦特性,对叶片泵油液清洁度的改善和指标的制定具有一定的指导意义。主要结论如下:（1）滑动速度对摩擦副的影响:有无叶片与否,随着滑动速度的增大,摩擦副摩擦系数逐渐增大,磨损率逐渐减小。滑动速度增大时,叶片对摩擦系数影响比重增大,对磨损率影响较小。配流盘磨损机理以机械犁沟为主。（2）接触压力对摩擦副的影响:有无叶片与否,随着接触压力的增大,摩擦副摩擦系数逐渐减小,磨损率逐渐增大。接触压力增大时,叶片对摩擦系数的影响比重减小,对磨损率影响较小,配流盘磨损机理以机械犁沟和粘着磨损为主。（3）磨粒直径对摩擦副的影响:无叶片时摩擦副摩擦系数随着磨粒直径的增大先增大后减小,无明显磨合过程。有叶片时综合摩擦系数随着磨粒直径的增大而逐渐增大,存在磨合过程。有无叶片与否,随着磨粒直径的增大,配流盘磨损率先增大后减小。配流盘的磨损不仅包含刮擦磨损的影响,还存在磨粒导致的磨粒磨损和轻微的粘着磨损现象。（4）磨粒浓度对摩擦副的影响:无叶片时摩擦副摩擦系数随着磨粒浓度的增大而减小,无明显磨合过程,配流盘磨损率和磨粒浓度大致成线性关系。有叶片时综合摩擦系数随着磨粒浓度的增大而增大,摩擦副有明显磨合过程。配流盘的磨损不仅包含刮擦磨损的影响,还存在磨粒导致的磨粒磨损和轻微的粘着磨损现象。

关键词：子母叶片泵摩擦磨损滑动速度接触压力磨粒