弹簧复位超高压轴向柱塞泵的结构设计及性能分析

【摘要】随着科学技术的不断发展和竞争的日益激烈，各生产部门对液压系统的技术经济性的要求变的越来越高。轴向柱塞泵是柱塞泵中目前应用的最为广泛的一种，它与齿轮泵和叶片泵相比，在工作压力、流量、容积效率、易于变量、使用寿命等方面均具有一定的优势，但由于柱塞泵结构比较复杂，对于零件的制造精度要求高，尤其是柱塞副、滑靴副、配流副三对摩擦副，导致了柱塞泵的制造成本很高，这在一定程度上制约了柱塞泵的生产、使用和维护。本文从轴向柱塞泵的结构入手，分析和研究简化超高压柱塞式液压泵结构的实现方法与效果，最终应用到超高压柱塞式液压泵的结构设计上。首先，设计了弹簧复位超高压轴向柱塞泵的结构，用三维设计软件CATIAV5R19完成弹簧复位超高压轴向柱塞泵结构的建模，分析了每个组成部分的功能，对柱塞泵的主要零部件进行运动学和力学分析分析，得到主要运动部件柱塞的运动规律。其次，在分析了弹簧复位轴向柱塞泵的各组成部分功能的基础上，运用大型有限元软件ANSYS，在简化力学模型的基础上，对弹簧复位超高压轴向柱塞泵工作时的主要受力部件进行了静力学分析以及模态分析，其包括柱塞、缸体、传动轴以及进油阀的阀座等，从部件的力学性能方面确保各部件能够满足弹簧复位轴向柱塞泵的正常工作要求。再次，对柱塞副进行了理论分析与计算，在理论分析的基础之上，通过流体分析软件AMESim建立了弹簧复位柱塞泵的仿真模型，并对柱塞副动态情况下泄露值进行分析，同时建立了工作回路，讨论了泵不同转速下流量压力值。通过前面对柱塞副缝隙泄漏量分析的基础上，对弹簧复位超高压轴向柱塞泵的压力性能进行了实验测试。首先阐明了实验方案，说明了实验步骤，然后设计了实验装置，搭建了实验平台。完成实验后，记录并分析了实验数据，通过实验得出的数据，证明了前面理论分析的正确性以及合理性。最后，将弹簧复位轴向柱塞泵作为动力源，应用于某型号的电液伺服压力试验机上，取得了较理想的应用效果，说明本课题的研究具有实际使用价值。本课题设计和验证了弹簧复位轴向柱塞泵的结构和性能，并将其应用到实际生产生活当中，为简化柱塞泵结构、降低柱塞泵的成本等问题提供了新的思路、做出了新的尝试。
【作者】王晓莉；
【导师】张学成；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】超高压；轴向柱塞泵；弹簧复位；ANSYS；AMESim；

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