双侧驱动轴向柱塞马达斜盘结构设计及优化

斜盘是双侧驱动轴向柱塞马达实现液压力平衡的关键零部件之一,能否合理设计斜盘结构对整个马达的性能有很大的影响。基于双侧驱动轴向柱塞马达,引入了新型斜盘结构,分析了柱塞及滑靴运动轨迹对斜盘尺寸的影响。结果表明:各个斜盘斜面的倾角、各排柱塞直径及分布圆直径、滑靴相关尺寸等对斜盘尺寸都有一定的影响,以此为基础采用新的设计方法对斜盘进行设计,并通过实例计算与校核证明该设计方法有效。该研究可为双侧驱动轴向柱塞马达结构设计提供指导。     

轴向柱塞泵滑靴副热平衡间隙及影响因素分析

为了改善轴向柱塞泵滑靴副润滑特性,考虑滑靴副与油膜之间的热传导关系,提出了一种基于控制体能量守恒定律的滑靴副热平衡间隙公式,讨论不同柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度对热平衡间隙的影响.研究结果表明,滑靴副的热平衡间隙与材料的线膨胀系数和导热率成反比,影响材料的抗温升变形以及摩擦副的配合性能;滑靴和斜盘因表面温度升高而产生热膨胀,导致热平衡间隙显著减小,与柱塞腔压力、缸体转速以及进口油液温度成正比.因此,滑靴应该选取线膨胀系数和热导率大的材料,对于斜盘则正好相反,以减少滑靴表面磨损.     

斜盘式轴向柱塞泵柱塞运动学分析的一般模型

考虑斜盘式轴向柱塞泵斜盘倾角、斜盘交错角及柱塞倾角结构特征,采用坐标变换法,建立了柱塞泵柱塞运动学分析的一般数学模型.经分析结果表明:斜盘交错角使柱塞运动的相位发生变化;柱塞倾角使柱塞运动曲线呈类简谐规律变化;斜盘交错角和柱塞倾角增大均会使柱塞的位移、速度和加速度最大幅值增大,位移增大可增加柱塞泵的排量,柱塞沿其轴线方向速度和加速度的增大会提高柱塞腔液流瞬时最大速度和柱塞的惯性力;采用负的斜盘交错角时,上下死点偏转角偏转方向与缸体旋向相同为正,推迟柱塞腔预压缩和预膨胀过程,反之则为负,提前柱塞腔预压缩和预膨胀过程;在斜盘变量过程中,上下死点偏转角随斜盘倾角改变而变化,斜盘交错角绝对值越小,上下死点偏转角的变化梯度随斜盘倾角变小而增大,而当斜盘倾角在大排量范围内变化时上下死点偏转角的变化梯度变小;上下死点最大偏转角为90°,此时斜盘倾角为零.     

柱塞泵滑靴卡盘与球碗的受力分析及试验研究

提出了一种用于求解柱塞泵中滑靴卡盘与球碗之间摩擦功耗的算法。采用将滑靴卡盘与球碗的接触轨迹离散为众多均布的接触点的方法,求解出各个离散点的受力,结合滑靴卡盘和球碗的相对运动计算出二者之间的摩擦功耗,并分析了弹簧力、旋转角速度以及斜盘倾角对摩擦功率的影响。为了验证理论研究的正确性,搭建了滑靴卡盘和球碗的功耗测试试验台,并进行了试验。试验结果表明:滑靴卡盘与球头之间摩擦功耗随着柱塞泵的弹簧力、泵的旋转角速度以及斜盘倾角等参数的增加而增大,当最大斜盘倾角为18°、弹簧力为700N、角速度为3 000r/min时,A4VSO45型柱塞泵中滑靴卡盘与球碗之间的摩擦功耗能够达到240W。     

斜盘式轴向柱塞泵滑靴组的动力学分析研究

柱塞滑靴组件随缸体旋转时,滑靴会受到离心力的作用.由于滑靴的质量中心和转动中心不重合,离心力会引起滑靴的翻转,因而对滑靴组进行动力学分析,可有助于认识滑靴的受力特性,对克服缸体所受的倾覆力矩和防止缸体倾斜提供了理论依据.     

柱塞泵滑靴卡盘与球头的相对位置及摩擦功耗

研究了柱塞泵滑靴卡盘和球头的相对位置.通过分析返程弹簧力,明晰了球头和滑靴卡盘的受力,推导出滑靴卡盘绕球头运动造成的摩擦功耗的数学表达式.研究表明:柱塞泵的弹簧力、球头的半径、泵的转速、斜盘倾角以及滑靴卡盘与球头之间的材料摩擦系数是影响二者摩擦功耗的重要参数.文中还对采用不同配合材料的滑靴卡盘和球头进行了摩擦实验,分析...     

轴向柱塞泵滑靴副动压承载特性研究

对轴向柱塞泵滑靴副稳态工况下动压承载规律展开了理论和试验研究,考虑了滑靴所受离心力等倾覆力矩的影响,结合了滑靴实际受力情况,建立了稳态工况下滑靴副摩擦动力学模型,研究了滑靴底面油膜动压承载规律.结果表明,滑靴与斜盘之间总是形成楔形收敛间隙,有利于滑靴副动压油膜的形成,滑靴倾斜方位角基本稳定在170°左右.试验结果较好地验证了仿真结果.      

轴向柱塞变量泵偏置斜盘力矩分析

为获取轴向柱塞变量泵偏置斜盘结构对斜盘力矩的影响规律,分别以具有对称结构零遮盖、非对称有减振槽结构配流盘的柱塞泵为例,推导了斜盘力矩公式,求取了斜盘力矩变化曲线及合力运动轨迹.结果发现偏置斜盘结构可有效解决斜盘力矩过零问题,可通过斜盘向上死点偏置或向下死点偏置,使斜盘力矩有助于斜盘偏角归零或向最大偏角复位;斜盘所受合力为非封闭曲线,随转角变化时合力作用点具有突跳现象,非对称有减震槽结构配流盘的柱塞泵斜盘合力作用点突变现象明显减弱,斜盘偏置偏心距越大,斜盘合力变化轨迹越远离斜盘中心;斜盘合力变化轨迹随斜盘倾角变化很小.     

斜盘式轴向柱塞泵磨损与润滑分析

摩擦与润滑直接影响着斜盘式柱塞泵的使用寿命,为延长其正常运行时间应尽量降低运行中存在的磨损.根据斜盘式柱塞泵的工作原理,其磨损主要存在于柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副中,它们是影响柱塞泵工作性能和寿命的重要因素.着重分析了摩擦副之间磨损状况的影响因素,提出了几点相应的改进措施.     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞副仿真分析

采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,介绍虚拟样机子模型,通过软件接口实现子模块之间数据传递,实现柱塞副仿真模型的液固耦合和刚柔耦合;建立试验平台,通过试验测试结果验证模型的正确性,证明轴向柱塞泵虚拟样机仿真平台对轴向柱塞泵设计有很强的指导作用.仿真分析柱塞泵负载压力等级、斜盘倾角以及柱塞副间隙对柱塞副性能的影响,表明柱塞副设计是限定轴向柱塞泵压力等级和最大斜盘倾角的重要因素,适当减小间隙油膜厚度可以降低柱塞副泄露损失和摩擦损失,并有助于提高柱塞副油膜承载能力.     

水压轴向柱塞泵滑靴副紊流下水膜静压支承特性

为研究水压轴向柱塞泵滑靴副在柱塞阻尼孔流体紊流时的静压支承特性,采用理论分析的方法,推导了水膜厚度系数、支承刚度系数、泄漏系数和泄漏功率损失系数的函数,与传统油压柱塞泵滑靴的静压支承特性进行对比分析.引入柱塞阻尼孔圆管紊流压力流量公式,建立滑靴副静压支承水膜模型,分析了压降系数的选取对水膜厚度和刚度的影响.研究结果表明,不同介质下滑靴的静压支承特性并不相同,仅考虑水膜的支承刚度,压降系数应取0.771 5,而不是传统值2/3,为水压轴向柱塞泵滑靴副的设计提供了参考和理论依据.     

轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明:柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小.     

轴向柱塞泵滑靴油膜动态仿真

对轴向柱塞泵滑靴润滑油膜的动态规律进行了数学建模,给出了缸体旋转一周,滑靴润滑油膜随缸体转角的变化.分析了滑靴润滑油膜与缸体转速及柱塞腔压力之间的变化规律.仿真结果表明:由转速所带来的动压效应对滑靴润滑油膜厚度影响较大.而离心力则显著影响滑靴的倾斜姿态,在离心力的倾覆力矩作用下,滑靴将沿径向向外倾斜,并且随着转速的提高倾斜程度加剧.     

进口压力对正开口配流盘轴向柱塞变量泵斜盘力矩的影响

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.     

采煤机整机力学模型的最小二乘解算方法

为探寻双滚筒式采煤机在不同工况下各滑靴受力的变化规律,分析整机受力状态与数学模型结构的关系,改善采煤机整机受力状态,建立了采煤机整机受力的数学模型,并预先给出模型状态判断,基于最小二乘原理和广义逆,利用matlab编制计算程序,解算出不同工况下各滑靴受力的最佳逼近值,得到了煤层倾角和仰(俯)角变化对滑靴受力变化的影响曲线.结果表明:所建模型可以反映生产实际中各滑靴受力情况,利用最小二乘原理解算采煤机不相容奇异力学模型的方法有效,得到了外负载与各滑靴受力的平衡变化规律.     

斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵的流量特性

在直柱塞泵流量特性理论研究的基础上,提出并建立斜柱塞泵流量特性的理论体系,通过计算机仿真分析结果表明,虽然同条件下斜柱塞泵流量脉动情况比直柱塞泵略差,但在柱塞倾角小于20.的情况下差别并不大,几乎可以忽略.在同等情况下,斜柱塞泵由于柱塞倾角的存在,有更大排量和更小的体积,柱塞的离心力更有助于柱塞的回程,也更有利于减小配...     

采煤机整机力学模型的最小二乘解算方法

为探寻双滚筒式采煤机在不同工况下各滑靴受力的变化规律,分析整机受力状态与数学模型结构的关系,改善采煤机整机受力状态,建立采煤机整机受力的数学模型,并预先给出模型状态判断,基于最小二乘原理和广义逆,利用matlab编制计算程序,解算出不同工况下各滑靴受力的最佳逼近值,得到了煤层倾角和仰(俯)角变化对滑靴受力变化的影响曲线.结果表明:所建模型可以反映生产实际中各滑靴受力情况,利用最小二乘原理解算采煤机不相容奇异力学模型的方法有效,得到外负载与各滑靴受力的平衡变化规律.     

考虑油膜非均匀性的滑靴润滑特性研究

采用倾斜姿态描述法将滑靴的倾斜引入分析;利用表面形貌仪对实际磨合后的滑靴进行底面轮廓形貌测量,获得了磨损后滑靴密封带表面的概约轮廓,从而建立了滑靴非均匀间隙油膜厚度描述模型,对滑靴油膜压力控制方程以及流量守恒方程进行联合求解,从而获得了滑靴底面的压力分布. 由此对非均匀间隙下的滑靴油膜压力、承载、泄漏等基本润滑特性进行研究,发现表面微观磨损轮廓对其承载特性有重要影响,有助于保持稳定性;滑靴倾斜方位对润滑特性有显著影响,在实际分析中需要加以考虑.      

变排量斜盘式压缩机斜盘动力学分析

变排量斜盘式压缩机斜盘倾角变化的动力学分析关系到压缩机的斜盘倾角控制,同时斜盘倾角变化的平稳性、快速性也影响着压缩机的性能。文章根据压缩机的运动学分析和斜盘倾角变化的动力学分析,从理论上计算了压缩机的斜盘倾角变化过程;通过多种工况下的斜盘倾角时间响应计算,分析了压缩机斜盘部分的阻尼系数、转速、斜盘转动惯量、斜盘质量、弹簧弹性系数对瞬态斜盘倾角变化的平稳性和快速性的影响。该文研究结果为变排量斜盘式压缩机的斜盘倾角设计和振动噪声分析提供了一定的参考。     

轴向柱塞泵滑靴副功率损失特性

为降低轴向柱塞泵滑靴副功率损失,考虑油液的压差和剪切流动的影响,建立滑靴副的功率损失模型,讨论泵的柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数对滑靴的泄漏流量、摩擦力矩、泄漏功率损失以及黏性摩擦功率损失的影响。研究结果表明:滑靴副的功率损失以黏性摩擦为主,摩擦力矩比较大,而泄漏流量比较小。主轴转速对黏性摩擦功率损失的影响占据主导地位,大于柱塞腔压力的影响;当滑靴的半径比为1.5~2.0时,应尽量取较小值,有利于降低滑靴副的泄漏和黏性摩擦功率损失;当阻尼管的长度直径比为3.50~8.75时,阻尼孔直径不宜设计太小,尽管阻尼管的长度直径比变大对泄漏功率损失产生抑制作用,但是油膜厚度变薄将会增加黏性摩擦功率损失。