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球塞式低速大扭矩海淡水液压马达配流盘与支承轴性能模拟与分析

费佳欢  
【摘要】:水液压传动技术相对于油压传动技术有着许多的优点,在不久的将来必将得到广泛的应用,甚至取代油压传动。径向活塞低速大扭矩水液压马达是水液压传动系统中的执行元件。从国内外在水液压元件方面的研究现状和取得的成果看,主要的研究都集中在轴向柱塞马达和叶片马达上,这些都属于高速低扭矩马达,这样它们的研究领域就受到了一定的限制,同时变量马达还没有出现,低速大扭矩径向马达在水液压领域也还是个空白。 本文主要研究此马达的配流盘和支承轴两部分。研究的核心问题是设计合理的结构和间隙来保证静压支承的稳定,并且保证水液压传动的容积效率,同时减少和消除水液压传动带来的气穴和冲击等问题。 首先采用支承轴承结构的设计方法和理论,对支承轴进行设计和分析。运用MATLAB计算流量,刚度,功率,承载能力等。用三维CFD软件模拟其流场,得到压力云图、速度矢量图,进出口流量,偏心时承载能力等。将经典理论计算与CFD模拟进行对比分析。同时也分析了气穴发生的高危部位,并找到了改进措施。 然后在保证形成静压支承膜和一定容积效率的基础上,分析了水液压传动时水膜厚度值的范围。 最后对配流盘进行计算分析和CFD模拟仿真,将其结果对比分析。并对配流盘结构进行改进,开设卸荷槽,消除冲击振动和气穴等。


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