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CY轴向柱塞泵特性仿真及缸体结构优化

张志峰  
【摘要】:轴向变量柱塞泵是一类将机械能转换为液压油高压能量的液压元件,在航空、船舶、起重机等诸多领域有广泛应用。柱塞泵工作原理是靠外力促使自身密封工作腔变大变小(变大吸油,变小排油),属于容积式泵。它具有体积小、价格低的优点。缺点是柱塞腔与柱塞容易卡死,导致柱塞泵工作效率下降。电液比例控制技术和运行稳定脉动小是柱塞泵的重要发展趋势。在理论基础上利用软件仿真的方法,开展泵的压力脉动、变量特性及结构优化。为CY泵性能改良优化提供参考。论文采用理论分析、仿真分析相结合的方法研究配流盘结构对流量脉动的影响和轴向变量柱塞泵流量控制中的稳定性问题。论文主要完成以下研究内容:1.阐述了运用AMESim的建模过程,通过仿真分析,首先得出不同倾角下的压力流量曲线,并对配流盘不同结构进行对比仿真分析,得出配流盘腰型槽端部加三角槽可降低柱塞泵运转过程中柱塞腔由接通吸油区变为连通压油区带来的压力冲击和流量倒灌。配流盘有三角减振槽结构,可以使高压油通过该三角减振槽流入配流盘窗口,在一定程度上缓解了压力突变带来的冲击。2.阐述CY柱塞泵的一种新型变量方式,得出其变量特性曲线,验证模型的正确性,并研究不同转速。负载及外控电流对泵出口流量的影响,发现此种变量不受负载及转速影响,在外负载变化能保持恒流量输出,对以后改进此种变量方式提供有价值的参考。3.针对缸体出现的柱塞卡死和缸体外观尺寸较大等问题,釆用有限元方法,运用的优化模块对缸体进行结构优化,提出了其机构小、质量轻、强度满足要求的缸体新结构。与原结构相比,在同等工作条件下,本优化可使体积减小,节省了钢材料,以便企业有更多的成本投入在创新上,同时为其他部件结构优化提供了一种高效、可行的方法。


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