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《西南石油大学》 2011年
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液压往复泵与泵用转阀及控制技术的研究

袁庆洪  
【摘要】:和机械往复泵相比,液压往复泵存在着诸多的优势,故针对液压往复泵的研究和开发成为当前很有价值的研究课题之一。本文首先回顾了液压往复泵的发展历程和研究现状,明确了液压往复泵的研究过程中存在的几个亟待解决的问题,即换向冲击与总泵流量和压力稳定等问题。因此,设计出一种新型的转阀来控制该系统,并使得上述问题得到圆满解决。 本文采用理论、设计、数学分析和计算机仿真相结合的研究方法,即在深入研究转阀的工作原理和特性的基础上,设计出能够使流量呈线性变化的转阀,通过计算然后建立起基于转阀控制、双液压站供油的液压三缸往复泵系统模型及仿真模型。通过论证,该转阀能够完全满足设计要求。 具体内容包括;(1)对转阀的结构和原理进行了系统的分析,从理论上得出转阀能够实现液压往复泵的活塞(或柱塞)按照转阀设定的相位差交替地做往复运动,从而实现排出和吸入过程。(2)通过理论分析与计算,得出阀芯孔与阀套孔在圆周开度上的关系;得出活塞能够抵达前后死点,阀芯孔与阀套孔应该具有的理论最大过流面积关系式;并且分析得出阀套与阀芯孔口与流量叠加的稳定性关系以及与液压缸活塞连续运动的关系。(3)通过对基于转阀控制的液压三缸往复泵的泵阀的理论研究,明确得出通过泵阀的流量和通过液力端活塞排出或吸入的瞬时流量的对应关系,为建立泵阀的仿真模型奠定理论基础。(4)通过对关键元件的计算以及对AMESim仿真平台的深入研究,建立起基于双液压站供油、转阀控制的液压三缸往复泵系统的仿真模型,并在此基础上建立四缸和六缸的转阀控制的仿真模型。该系列仿真模型的建立,为基于AMESim的液压往复泵的研究积累了经验。(5)针对不同数目的缸,进行仿真结果的对比分析,验证了转阀在解决液压往复系统中所存在的换向冲击和流量压力波动等问题的可行性。这和理论分析结果是一致的,从而也反过来证明所建立的模型和仿真结果也是真实可靠的。相应于预先选定的液压缸和设定的活塞行程,反复调整转阀的过流面积与液压站的压力,最终可以得到比较理想的总泵叠加流量曲线和压力曲线,继而可以确定该液压缸对应的最佳转阀阀口。通过这种方法,可以为转阀的制造提供参考依据。通过将液压缸活塞的初始位置摆放在任意位置进行仿真,来验证转阀相位的自适应能力。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH137.5

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