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    斜盤式柱塞泵的脈動特性研究論文

    時間:2021-04-15 08:40:28 論文 我要投稿

    斜盤式柱塞泵的脈動特性研究論文

      由于柱塞泵所排出的液壓油是柱塞組依次擠出的,這種工作特點就決定了柱塞泵必然會存在流量脈動特性。脈動率過大會引起液壓系統較大的震蕩,造成一系列的不穩定,嚴重時會損壞液壓元件。為此,更加細致地了解影響柱塞泵脈動特性的各項因素就尤為重要了。

    斜盤式柱塞泵的脈動特性研究論文

      1 斜盤式柱塞泵模型的建立

      1)斜盤及其運動模型的建立

      將斜盤模型轉化為超級元件,此元件可以傳遞斜盤的傾角、轉速與變量機構所需的扭矩,輸入相應的轉速、扭矩,可以輸出此時斜盤的傾角,柱塞的往復運動的速度與位移。若柱塞泵有n個柱塞,應在n 個該元件參數中設置柱塞初始位置:0,360/n,720/n,1080/n,1440/n,……

      2)柱塞模型的建立

      柱塞模型如圖2所示,利用AMESim的HCD庫對柱塞進行建模,考慮到柱塞與柱塞腔之間的間隙,采用帶泄露的閥塊進行搭建,通過對柱塞桿施加力、速度、位移參數來完成柱塞吸油排油動作。

      3)配流模型的建立

      考慮到柱塞泵在配流過程中,排油口與吸油口的開口面積有個漸變的過程,加上三角槽的過渡作用,直接模擬該配流過程比較困難。采用2個可變節流口來模擬配流,對節流口開口大小的控制信號。為了模擬缸體柱塞腔進出排油口與吸油口時的過渡作用,將信號曲線設計成一定傾斜度的線段。當輸入信號為0時,表明節流口全關,當輸入信號為1時,表明節流口全開。配流盤的配流模型,當柱塞需要吸油時,節流口3打開,節流口4關閉;當柱塞需要排油時,節流口3關閉,節流口4關閉。

      4)液壓系統中負載模型的建立

      為了更簡潔地表示出液壓系統中的負載模型,選用了可變節流口代替液壓系統的負載。

      5)整體仿真模型的建立

      仿真模型由7個柱塞,配流模型與斜盤及其運動模型組成,柱塞的運動速度函數為f (x,y) =sin[(π 180)x]sin[(π 180)y]式中:x 為斜盤傾角;y 為缸體轉角。

      2 模型仿真與分析

      在AMESim 的“Parameter mode”模式下,對模型的主要參數進行設置,具體參數如表1所示。柱塞泵的流量脈動率將會引起壓力脈動率,所以說柱塞泵的脈動特性是系統中流量的不穩定引起的。液壓泵的.實際流量q0,最大瞬時流量qmax,最小瞬時流量qmin,流量脈動率:K=(qmax-qmin)/q01)不同節流口開度下的脈動特性

      將液壓系統中節流口開口直徑分別設置為0.25 mm、0.5 mm、0.75 mm、1 mm,其他參數不變,比較柱塞泵出口的流量特性。由仿真結果分析得出:隨著負載壓力的增加,流量脈動率會隨之較小,但是液壓系統的流量響應速度會隨之降低。對應于不同節流口開度,液壓系統的壓力特性。隨著負載壓力的增加,壓力曲線的震蕩幅值會增大,可能會影響液壓系統的穩定性,造成嚴重后果。

      2)不同轉速下的脈動特性

      分別將轉速設置為1000r·min-1、1500r·min-1、2000 r·min-1,其他參數不變,比較柱塞泵出口的流量脈動特性。通過計算得出不同轉速下的流量脈動率,分別為9.94%、6.26%和4.74%。隨著轉速的增大,流量脈動率隨之降低。由此看出,適當提高轉速會減小液壓系統的脈動特性。

      3)不同柱塞數目柱塞泵的脈動特性

      分別將柱塞數目設置為5個、7個和9個,其他參數不變,比較柱塞泵出口的流量脈動特性,通過計算得出不同柱塞個數柱塞泵的流量脈動率,分別為9.1%、6.22%和4.01%。隨著柱塞個數的增加,流量脈動率隨之降低。由此看出,適當提高增加柱塞個數會減小液壓系統的脈動特性。

      3 結論

      基于AMESim軟件,對斜盤式柱塞泵進行詳細地建模,通過模擬分析得出:隨著液壓系統中負載壓力的增加,流量脈動率會隨之較小,但是液壓系統的流量響應速度會隨之降低;隨著轉速的增大或者柱塞個數的增加,流量脈動率隨之降低,并且液壓系統中流量的響應速度也會增大,有利于液壓系統的穩定,但轉速與柱塞個數不是越大越好,當柱塞在工作時的線速度越大,越不利于充分地吸油。

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