Analysis of fluid vibration transfer path and parameter sensitivity of swash plate axial piston pump

Taking swash plate axial piston pump as the research object,the mechanism of fluid vibration and transfer rule are analyzed.The pump shell can be assumed as the ultimate recipient of vibration transmission,the path model and differential equations from the fluid to the shell are established.The parameters of the path model are determined by the simulation software,and the mathematical model is solved by the simulation software.And time/frequency domain analysis of vibration acceleration of shell is presented.Based on the different influence of various parameters in the transfer path model on transfer characteristics and vibrational recipients,the time-varying parameters are studied by using sensitivity analysis theory,and the influence of the structural parameters on the vibration characteristics of vibration subject is quantitatively analyzed.The research in the paper provides theoretical basis for vibration analysis and structure parameter optimization of axial piston pump.

基于预吸排油结构的柱塞泵配流盘优化

配流盘过渡区域的结构对于柱塞泵的脉动抑制以及减振降噪起着至关重要的作用。基于配流盘吸空抑制原理,对配流盘过渡区进行结构优化。首先计算为了平衡节流面积变化速率和柱塞腔运动速率所需增加的节流面积,并对配流盘过渡区结构进行优化。然后通过PumpLinx对轴向柱塞泵压力、流量脉动以及空化进行了仿真分析与验证。结果表明,优化后的配流盘过渡区结构可以有效降低压力、流量脉动,缓解空化发生。

基于键合图理论的斜盘多柱塞泵建模与仿真

为了研究9个柱塞组合而成的斜盘式轴向柱塞泵的性能特征,应用键合图理论,通过AMESim仿真平台建立模型,研究斜盘倾角和配流盘窗口前端的减振槽对柱塞泵流量脉动的影响,分析扩展模型中斜盘所受的力矩。结果表明:柱塞泵斜盘倾角越大,输出的流量越多,流量脉动幅度越大;配流盘窗口的减振槽形状和大小越合理,流量脉动越小;用AMESim仿真平台中的接收和发射元件可以扩展模型,获得斜盘所受的力矩曲线。

柱塞泵配流盘卸荷槽开度对瞬态流场特征影响

空化是影响轴向柱塞泵性能的关键因素,柱塞缸体表面损坏是一种常见的失效形式,但目前成因尚不清晰。建立柱塞泵三维流场仿真模型,设计可观察单个柱塞腔与卸荷槽导通状态下流场特征的实验装置,并采用流体仿真和流场可视化测量的方法揭示了其成因。研究结果表明:射流角随卸荷槽开度的增大而增大,并伴随漩涡的产生与消失,射流中心速度大于20 m/s时漩涡产生;柱塞腔与卸荷槽由导通至完全截止的转变过程中,射流角由0°逐渐增大至60°,当射流角由0°向20°变化时,射流方向主要集中于柱塞缸体与配流盘腰型槽接触的表面处,导致柱塞缸体表面和配流盘吸油腰型槽上部产生射流破坏和气蚀破坏;当射流角由20°向60°变化时,射流方向将向配流盘腰型槽内部扩展,导致配流盘破坏区域由上部移向内部。上述研究结果有助于厘清柱塞缸体摩擦表面气蚀成因,为配流盘结构优化设计提供了约束条件,对提升柱塞泵的综合性能也有重要意义。

一种轴向柱塞泵增速设计及特性分析

在自吸状态下,转速对液压泵吸油口处压力值有较大影响,吸油口处压力值的限定范围制约了液压泵转速的提升空间。为研究不同吸入口压力对轴向柱塞泵的影响情况,建立了斜盘式轴向柱塞泵流体域模型,分析得出在不同入口压力条件下泵的空化等情况。针对斜盘式轴向柱塞泵在低吸入口压力条件下使用所出现的空化等问题,提出一种采用离心泵为轴向柱塞泵进行吸油口压力补偿的集成式结构,根据使用需求设计离心泵叶轮及蜗壳,并将蜗壳集成于柱塞泵后盖。建立离心泵整体结构仿真模型,分析不同入口压力条件下离心泵出口的流动状态。最后结合试验数据得出,离心泵提高了轴向柱塞泵的吸入口压力,减少了泵内空化现象发生,进一步提高了轴向柱塞泵的使用转速。

基于RBF网络自适应滑模的非对称泵抗扰控制

针对非对称泵样机变排量试验中柱塞对斜盘冲击引起明显的斜盘角度波动现象,以及理论推导的控制系统模型存在误差问题,提出采用鲁棒性较强的RBF网络自适应滑模算法进行变排量抗干扰控制。非对称泵配流盘具有3个不同的串联配流窗口,柱塞经过配流窗口产生不对称的冲击力作用于斜盘,其可视作干扰信号。通过Simulation X和Simulink联合仿真,对比在40 Hz下的变量阻力矩作用下常规PID控制、普通滑模控制和RBF网络自适应鲁棒滑模控制的斜盘摆角响应特性。仿真结果表明:采用RBF网络自适应鲁棒滑模控制,其柱塞腔压力峰值和斜盘摆角的脉动相对于PID控制分别降低了5%和39%,相较于普通滑模控制分别降低了2.51%和4%,其流量的波动与斜盘摆角一致。抗干扰控制算法提高了系统的动态响应特性,削弱了系统的抖动。

高压轴向柱塞泵缸体抗空化结构分析

针对高压轴向柱塞泵缸体内油液空化现象,分析缸体倾斜式柱塞腔和腰形孔抗空化结构对空化的抑制情况。基于Pumplinx仿真分析平台,对柱塞泵工作过程中缸体柱塞腔内气体体积分数进行仿真分析,分别探究缸体柱塞腔倾斜角度和腰形孔倾斜角度对空化的抑制情况;通过Kriging插值预测已知参数邻近未知参数,解析抗空化最优结构参数。结果表明:缸体腰形孔和柱塞腔倾斜最优角度分别为75.3°和9°,柱塞腔内气体体积分数分别降低了1.2%和1.7%。

轴向柱塞泵球面配流副可靠性评估

球面配流副结构紧凑、承载面积大、抗倾覆力矩能力强,是高压大流量柱塞泵常用结构之一,其可靠性评估是柱塞泵可靠性的关键部分。提出一种对柱塞具有一定倾斜角度的球面配流副的疲劳裂纹和磨损退化的可靠性评估方法。建立球面配流副油膜的分布模型,获得内外密封带的压力表达式,实现配流副的受力分析。通过球面配流副ANSYS仿真模型并分析缸体薄弱环节,基于Miner准则对缸体进行疲劳可靠性分析。基于逆高斯理论计算球面配流副的磨损可靠度。最后将疲劳可靠性和磨损可靠性相结合,研究其整体可靠性。研究结果表明:柱塞倾斜的轴向柱塞泵的球面配流副的最薄弱环节为高低压腔孔交界的尖角处,在给定的应力条件下,存活率为50%时,该设备的最低循环次数为4.839×109次,缸体寿命为31 839.52 h;整体应力循环次数的数量级与疲劳和磨损可靠性中循环次数数量级较低的一致,因此在多种可靠性相结合时,整体可靠性降低。

液压轴向柱塞泵配流盘气蚀机理

对轴向柱塞泵配流盘进行气蚀试验。在试验条件相同的情况下,根据减压槽处结构不同的配流盘,得到两种截然不同的气蚀破坏结果。针对试验中两种配流盘的配流过程进行计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)解析,得到了配流盘不同位置的速度分布,以及压力、速度随缸体转角的变化曲线:得出配流盘发生气蚀的机理,即气蚀不仅取决于配流盘附近的速度和压力大小,还取决于速度的方向——射流角:提出通过改变配流盘结构,将油液回冲阶段初期的射流角控制在30°～60°内来减少配流盘上气蚀的方法。根据配流盘气蚀产生的机理将油液回冲阶段初期的射流角控制在30°～48°,经过试验,就气蚀破坏来讲配流盘的寿命延长到了原来的4倍多。

斜轴式轴向柱塞泵壳体结构振动谐响应分析

通过对柱塞泵内部的激振源和振动传递路径进行分析,提出了柱塞泵最终受体是壳体。对振动谐响应分析进行了介绍,并推导出振动谐响应分析的数学表达。在ANSYS中建立起柱塞泵壳体的有限元模型,并进行模态分析;根据模态分析结果,对壳体进行振动谐响应分析,确定对泵壳结构动态性能影响最大的模态频率;最终找出轴向柱塞泵正常工作状态下结构振动剧烈的区域。研究结论为轴向柱塞泵泵壳振动测试分析和结构优化提供了理论依据,为研究轴向柱塞泵减振降噪技术提供了新思路和新方法。

斜盘式轴向柱塞泵实际流量的分析研究

柱塞泵实际流量的准确求解是正确评价其容积效率和其流量脉动品质的关键．在应用数值积分法求取实际流量过程中，既考虑了柱塞腔中油液的可压缩性及通过各个间隙的向外泄漏问题，又涉及到了油液经减振三角槽的倒灌问题．实例仿真计算结果表明，相邻值的奇偶柱塞数的泵的实际流量脉动品质相差无几．

高压轴向柱塞泵配流空蚀特性的评价

分析高轴向柱塞泵的空蚀特性，提出了一种评价空蚀特性的方法，并将其用于泵的实际设计。针对实验中轴向柱塞泵出现的空蚀破坏，对轴向柱塞泵配流过程进行计算流体动力学（CFD，computational fluid dynamics）解析，得到了配流盘不同位置的速度分布和压力、速度随缸体转角的变化曲线；得出轴向柱塞泵空蚀破坏的机理——空蚀破坏不仅取决于减压槽附近的速度和压力大小，还取决于速度的方向；并且指出如果减压槽处的射流角大小在30°～65°范围内高压轴向柱塞泵就不容易产生空蚀破坏的问题。应用该方法对配流盘进行改进后，从空蚀破坏方面讲，泵的寿命延长到了原来的4倍多。

轴向柱塞泵壳体结构瞬态响应分析

以一种典型轴向柱塞泵为研究对象,模拟其工作过程中压力脉动在壳体外表面产生的振动,获得在此激励下的动态响应。利用有限元分析软件ANSYS Workbench,建立轴向柱塞泵壳体的有限元模型,进行瞬态响应分析。分析壳体在不同压力级别下的振动响应,通过分析结果确定泵壳位移、应力和应变的动态变化过程,从而找到泵壳的"敏感区域",为轴向柱塞泵振动测试和结构优化奠定基础。

斜轴型轴向柱塞泵缸体组件的优化设计

本文讨论斜轴型轴向柱塞泵缸体组件的优化设计.首先给出了优化设计数学模型,然后提出了求解数学模型的一种快速方法,并对实际的优化设计结果进行了分析.采用本文的模型和方法,可以方便地获得缸体、柱塞、连杆的最佳参数.

轴向柱塞泵缸体集成开发之参数化研究

利用UGNX软件现有成熟的三维建模技术,能一次成功地优化出轴向柱塞泵缸体的基本参数,进而利用UGNX软件的主模型功能,可以很方便地实现缸体三维模型的自动生成,上述优化设计和建模之集成是完全参数化,所得结果与已有结果非常吻合。

4号加热炉液压系统主泵国产化改造

论述了引进 4号加热炉液压系统的组成及工作原则 ,系统的主要优缺点 ,总结了该系统运行 1 0年来系统元件存在的主要问题及实施改造的基本原则 ,国产化改造的具体措施内容 ,同时介绍了获得两项国家专利 ,完全拥有我国自己的知识产权的新型轴配流径向柱塞泵的功用特点及主要性能指标 。

混沌振子在液压泵故障诊断中的应用

分析了（Ｄｕｆｆｉｎｇ） 振子的混沌运动和间歇混沌动动。利用该振子对与参考信号频差较小的周期小信号的敏感性， 对白噪声及与参考信号频差较大的周期信号的免疫力， 通过监测轴向柱塞泵壳体振动加速度信号， 对柱塞泵松靴故障进行诊断，克服了传统的频谱分析和倒频谱分析诊断方法的缺陷， 避免了伪警和漏报。

水压轴向柱塞泵滑靴的倾侧问题及平衡设计

滑靴副的偏磨是水压轴向柱塞泵实际工作中常见的问题,通过力学分析给出了滑靴倾侧的成因,提出了减小倾侧的一些具体措施。

基于MSP430单片机的轴向变量柱塞泵驱动系统的开发

为了开发出轴向变量柱塞泵的驱动系统,提出了采用MSP430F149单片机作为该驱动系统MCU的设计方法。根据轴向变量柱塞泵驱动系统的特点,设计了该驱动系统的MSP430F149单片机控制电路和L297和L298N组成的驱动电路,并通过光耦隔离的措施实现了控制电路和驱动电路的连接。在此基础上,根据MSP430F149单片机定时器产生脉冲宽度调制波的特点,开发了该驱动系统的软件。通过硬软件的联合调试验证了轴向变量柱塞泵驱动系统开发的有效性。

轴向柱塞泵流动特性多尺度自动检测仿真研究

现有的轴向柱塞泵流动特性自动检测方法不能满足用户对流动特性检测准确率、漏检率的要求。为了满足用户的需求提出了一种基于多尺度角点的柱塞泵流动特性自动检测方法,利用求解油液体积弹性的方式获取单柱塞油液特性方程,通过该特性方程完成对单柱塞腔内的流动特性模型的创建,由于实际的柱塞泵有多个柱塞,所以在柱塞泵整体模型中需要利用配流盘过流面积变化引起的节流效果完成配流,控制整个柱塞泵的高低压流量变化。通过创建的柱塞泵整体模型获取轴向柱塞泵角点特性,利用马氏距离获取初始的匹配特性点对集合,根据方差检验找出偏差匹配点对,反复执行这个步骤,直至匹配点对数不再减少,完成对轴向柱塞泵流动特性的多尺度自动检测。实验结果证明,所提方法能够快速、准确的完成对轴向柱塞泵流动特性的检测,并且漏检率要比当前采用的方法相对低一些。