锥形缸体轴向变量柱塞泵建模及动态特性仿真

柱塞泵是液压系统的重要部件之一,具有结构紧凑、工作压力高、效率高等特点,在工业领域有广泛应用.但是,由于我国液压技术的发展起步较晚,当前高端柱塞泵严重依赖进口,因而对柱塞泵进行研究、推动其自主生产具有重要价值.本文对柱塞泵进行了AMEsim仿真研究,试图为自主设计制造柱塞泵时关键参数的设置与结构优化提供一些指导.根据PD11V高压变量柱塞泵的结构特点和工作原理,本文分析计算了其锥形缸体结构柱塞泵柱塞的空间运动方程,对其中的关键零部件配流盘进行了过流面积计算,利用AMEsim仿真软件建立了九柱塞锥形缸体柱塞泵的仿真模型,然后仿真研究了不同斜盘倾角及电机转速对柱塞泵出口流量压力特性的影响.结果表明,适当减小斜盘倾角并选择合适的电机转速可以减小泵运行过程中的噪声.最后,本文根据变量机构伺服控制回路原理进行了AMEsim建模与仿真,将电气正流量恒功率压力切断控制模型各部分的仿真结果与实测参数进行了对比,结果表明输出控制特性曲线符合变量机构的设计和功能要求,验证了仿真模型的准确性.

基于泵送频率的往复泵活塞故障诊断方法

为了确保往复式钻井泵的高质量运行,实施在线故障监测至关重要。从BW-250型钻井泵液力端的易损件入手,设计了试验探究钻井泵的振动信号的成分;通过对频率成分的分析,揭示了泵送频率幅值与活塞刺漏故障之间的关系,并依据机理提出了以泵送频率幅值作为诊断指标的钻井泵活塞故障检测方法,进一步结合最大相关峭度解卷积滤波及包络谱分析等方法从泵送频率处能量变化的角度,对活塞刺漏这一故障进行了诊断;结合实验室以及钻井现场采集的数据对该方法进行了验证,并将诊断结果同其他振动指标做了对比。结果表明,该方法对于往复泵活塞故障诊断的准确率为91.1%,相较于均方根诊断准确率提升了3.6%、相较于脉冲因子、裕度因子和峭度3种统计指标诊断准确率提升了9%以上。该方法取得了良好的结果,为往复泵活塞组件的故障诊断提出了一种较好的解决思路。

基于AMESim的多液缸合流式压裂泵流量脉动特性研究

传统的机械式压裂泵存在冲次高、冲程短、曲轴易于失效等问题,为此,提出了一种多液缸合流式液压驱动压裂泵,并对其产生流量脉动的机理进行了研究。首先,详细阐述了多液缸合流式压裂泵的工作原理,基于液压流体力学等理论,建立了多液缸合流式压裂泵的数学模型,并进行了理论分析;其次,采用AMESim仿真软件搭建了多液缸合流式压裂泵工作仿真模型,选择了合理的仿真参数设置,进行了变负载压力下的仿真研究;最后,对液压动力传递链中的活塞-柱塞运动特性、泵腔流量特性、输出流量和压力脉动特性进行了研究,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明:在25 MPa工况下,多液缸合流式压裂泵的输出压力和流量脉动率分别为36.8%和20.61%,冲次只有42次/min,符合实际工况;多液缸合流式压裂泵输出流量脉动的主要原因是各组液缸的频繁换向、泵送行程和吸入行程的切换,导致活塞-柱塞做减速停止运动和加速启动运动。

微型轴向柱塞泵柱塞腔作用力对斜盘倾覆力矩分析与优化

为探究微型轴向柱塞泵柱塞腔压力等特性与柱塞腔作用力对斜盘的影响,在分析柱塞运动和斜盘力矩的基础上,建立数学模型,并基于AMESim搭建七柱塞型的微型轴向柱塞泵仿真模型;从柱塞直径、柱塞死区容积、斜盘倾角和柱塞分度圆直径几个方面仿真分析柱塞腔作用力;对影响柱塞腔作用力的参数进行响应面优化。结果表明:优化后显著降低了柱塞腔作用力与斜盘倾覆力矩,优化后的参数可作为柱塞泵结构优化的依据。

基于AMESim新型径向柱塞泵设计与性能分析

基于传统径向柱塞泵的结构,通过改变转子与定子的布置方式,设计了一种新型径向柱塞泵。首先,阐述了新型径向柱塞泵的结构和工作原理,利用AMESim软件分析了其流量和压力特性,并与传统径向柱塞泵进行了比较;然后分析了不同参数对新型柱塞泵性能的影响。分析结果表明:与传统径向柱塞泵相比,新型径向柱塞泵流量波动平缓、脉动小,压力特性优于传统径向柱塞泵;增大外负载,泵的输出流量基本保持稳定;增大柱塞数能有效降低流量脉动;柱塞直径和偏心距越大,柱塞泵流量曲线波动幅值越大。

双排平衡式盘配流径向柱塞泵的设计与仿真

柱塞泵是液压系统的主要动力元件。针对单排径向柱塞泵工作时存在主轴径向力的受力不平衡问题,提出了一种双排转子-定子交错布置的平衡式盘配流新型径向柱塞泵结构。基于双排平衡式盘配流径向柱塞泵的工作原理,建立AMESim仿真模型,通过仿真分析其流量特性,确定选用双排九柱塞径向柱塞泵进行研究,分析柱塞泵系统压力、柱塞直径以及排角(两排相邻柱塞之间夹角)对主轴所受径向力的影响规律及影响机理。结果表明,系统压力和柱塞直径的变化,对径向力幅值影响较小,但会出现径向力突变,造成主轴变形;随着排角的增大,主轴所受径向力的突变频率和瞬时突变幅值会降低,逐渐趋于光滑曲线。

配流盘节流槽对斜盘力矩波动的影响

斜盘式轴向柱塞泵的振动噪声主要来源于其斜盘力矩波动、配流过程中高低压的转换、出口流量的波动等诸多因素。针对轴向柱塞泵工作时斜盘力矩脉动,基于AMESim软件结合轴向柱塞泵斜盘的力矩数学模型,建立斜盘力矩仿真模型。分析研究V形和U形结构节流槽对斜盘力矩的影响。结果表明:在柱塞腔与油腔连通的过程中,柱塞对斜盘力矩的大小与节流槽过流面积呈负相关,但其过流面积过小会配流盘节流槽的升压能力变差,从而导致轴向柱塞泵的斜盘力矩波动变大。节流槽过流面积变化会影响柱塞腔圧力,柱塞腔圧力变化会对柱塞对斜盘的力矩产生影响。结合U形槽和V形槽的优点,提出一种VU组合型配流盘节流槽,有效减小了轴向柱塞泵斜盘的力矩波动。

基于AMESim和ADAMS的柱塞泵性能联合仿真研究

柱塞副是斜盘式轴向柱塞泵最重要的摩擦副之一.为研究柱塞所受液压力时的动力学和运动学的关系,建立了柱塞泵的联合仿真模型.以A37斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,通过对柱塞副进行运动学分析,建立柱塞副的三维几何模型,对三维模型施加运动和力学关系约束,建立ADAMS虚拟样机的物理模型,获得了柱塞的位移、速度和加速度曲线.通过AMESim建立柱塞副液压模型,对柱塞泵的动力学模型和液压模型进行联合仿真,得到液压模型计算的柱塞腔内压力分布.虚拟仿真平台验证了动力学模型的正确性,能够真实模拟柱塞的受力和运动情况,为柱塞副的设计研究奠定了基础.

基于AMESIM轴向柱塞泵的建模与仿真研究

在对轴向柱塞泵工作原理及其运动进行理论分析的基础上,利用仿真软件AMESIM对其建模和仿真,经过不断调试和运行,设定了相对合理的参数,并对其进行相应的动态仿真分析,使得仿真结果符合实际的运行规律。

轴向柱塞泵/马达变量阀配流机构

为了提高轴向变量柱塞泵/马达小排量时的综合效率,基于柱塞式液压泵阀配流原理,引入变有效排量(VVD)理论,提出采用液控单向阀控制柱塞单元有效输出/输入实现轴向柱塞泵/马达配流及变量的配流机构,介绍变量阀配流机构的基本原理.基于AMEsim建立物理模型进行仿真研究,将变量阀配流机构应用于弯轴式轴向柱塞马达进行初步的原理样机实验研究.仿真和原理样机试验结果表明,采用该配流机构能够实现设计的配流、变量功能,具有提高高压泵/马达容积效率以及简化液压系统的潜在优点.

恒流量往复泵泵阀工作理论研究

泵阀是往复泵的关键部件 ,对恒流量往复泵的性能有着重要影响。由于泵阀的工作过程极其复杂 ,一般不能用简单的方法来反映其运动规律。在忽略阀盘质量的情况下 ,分别建立了在稳定状态下、非稳定状态以及是否考虑魏斯特法尔现象时阀盘运动微分方程 ,并给出了其解析解 ,分析了阀盘运动位移。

轮毂液驱车辆泵控系统建模

针对轮毂液驱混动系统当中关键部件:斜盘式轴向柱塞变量泵的动态特性进行建模仿真与试验对比分析.通过对斜盘式轴向柱塞变量泵进行力学分析,建立柱塞泵关键部件的运动方程.在AMESim中搭建模型,对斜盘式柱塞变量泵在不同脉冲宽度调制(PWM)占空比下的排量响应特性进行仿真,将仿真结果与试验结果进行对比分析.结果表明:搭建的AMEsim模型与实际斜盘式轴向柱塞泵的响应特性高度吻合,通过参数调节可以快速得到具有不同响应特征的泵控系统模型.建模过程中对非线性动力学问题的简化,避免了在实际系统中进行测试的困难,节省实际测试的费用和周期.

基于AMESim的恒压力轴向柱塞泵动态特性仿真

分析了恒压力轴向柱塞泵的工作原理,推导并建立了液压泵压力流量和压力调节机构的数学模型,并在此基础上以AMESim工程软件为平台建立了轴向柱塞泵的仿真模型,分析了压力流量脉动状况并对液压泵在内部磨损和系统流量变化两种情况下的压力流量进行了仿真计算,对两种情况下泵的工作情况进行分析比较,为液压脉动抑制和故障分析提供了参考。

燃料柱塞泵流动特性仿真分析与低噪声设计

鱼雷燃料泵在对燃料增压时不可避免地产生强烈的振动并传递至鱼雷壳体,使之成为鱼雷的激振源之一。为了指导燃料泵的减振降噪,利用液压系统仿真软件AMESim建立了与传统斜盘式柱塞泵结构及工作原理差异很大的燃料柱塞泵的液压模型。搭建燃料泵动态压力测试系统,测试了燃料泵出口的动态压力,并与泵出口压力仿真信号进行对比,验证了模型的正确性。在此基础上,进一步对泵出口压力、流量及柱塞腔压力动态过程进行仿真,确定出了既能削除柱塞腔尖峰压力又对泵出口压力流量无影响的错配角。以此为指导,制造出具有合理错配角的样机。对比测试表明新泵相对原泵,在全部十个测试位置振动能级均降低,最大降幅约5 dB。

基于AMESim的液压柱塞泵的数字建模与流量脉动分析

利用AMESim仿真软件对恒压力轴向柱塞泵进行了建模与仿真。建立了轴向柱塞泵的运动方程、流量方程和仿真模型,在柱塞腔内设计了蓄能器,着重对在柱塞腔内有蓄能器和无蓄能器两种模型进行了相应的仿真对比分析。结果表明在柱塞腔内增设蓄能器后,流量脉动得到降低。

液压驱动往复泵活塞运动特性分析

介绍了研制的双缸双作用液压驱动往复泵的组成及工作原理 ,并对液压驱动往复泵的活塞运动特性进行了理论分析和试验研究。试验测得的活塞运动特性曲线较好地反映了活塞运动的变化规律 ,试验结果与理论分析基本一致。试验表明 ,排出总管内的流量和压力变化平稳 ,波动较小 ,充分显示出液压驱动往复泵优越的水力特性。此外 ,还指出在设计液压缸时应尽量提高系统的固有频率和刚度 ,避免液压缸在输入阶跃流量时 ,活塞出现振荡。

负载敏感泵的动态特性分析与仿真研究

推导负载敏感泵的数学模型,建立直观的物理化AMESim模型,并进行仿真研究,研究表明,负载敏感阀的弹簧刚度、阀芯直径、开口形状及附加阻尼孔对负载敏感泵的动态响应起着重要作用,对理解、使用和设计负载敏感泵都有一定的参考价值。

水压试验系统液压泵的建模与故障仿真分析

在机理分析的基础上,利用AMESim仿真软件对某钢厂水压试验系统的液压泵进行建模与故障仿真分析。建立了轴向柱塞泵的单柱塞运动方程子模型、流量方程的故障子模型,进而建立了完整的液压泵故障仿真模型。在此模型的基础上,通过设置相应参数,完成了液压泵正常工况以及常见故障工况的仿真。仿真结果表明,应用AMESim软件可以有效地对液压泵进行模拟,同时也为进一步深入研究液压泵的故障诊断及预测提供了前提条件和数据支持。

基于AMESim的恒压变量柱塞泵的建模与仿真分析

分析了恒压变量柱塞泵的工作原理和机能,利用AMESim的液压机械信号库建立该型恒压变量柱塞泵的仿真模型,根据恒压变量柱塞泵实际的结构与尺寸设置仿真模型的各个参数,对恒压变量柱塞泵静动态特性进行仿真研究,得出了恒压变量柱塞泵工作时泵口的压力和流量特性曲线。将其与恒压变量柱塞泵的流量压力样本特性曲线对比,具有一定吻合度,说明所建立的该型恒压变量柱塞泵仿真模型是比较准确的。同时得出了恒压变量柱塞泵的超调量及恒压调整时间。

提高特殊柱塞泵往复密封寿命的优化设计

针对输送含颗粒介质柱塞泵的柱塞、填料寿命问题,从接触型往复密封的摩擦学机理出发,通过优化匹配柱塞直径、行程及泵速各参数,合理控制柱塞的线速度,降低摩擦速度,对柱塞填料密封进行优化设计;通过求解间隙中的流体力学层流运动问题,合理控制冲洗液的压力,保证全压密封系统中接触区的液膜处在混合润滑状态下工作,使密封副有良好的润滑;提出了两种填料函方案,并和采用不同表面处理工艺的柱塞及多种填料搭配组合进行试验.试验结果表明,密封累计运行了4 455 h后,组合1和组合2柱塞的磨损仅为0.03 mm和0.05 mm;在生产实际中,改进后的密封设计,使柱塞及填料的使用寿命从原来的1 500 h提高到4 500 h以上.