某斜盘式柱塞泵柱塞颈部结构参数计算及仿真分析

柱塞颈部断裂是柱塞体主要损坏形式之一,其直径值对柱塞强度和寿命有重要影响。目前柱塞颈部直径主要通过文献中经验公式来确定,通过试验进行检验,若发生故障,则重新修正该尺寸值。以某型号斜盘式液压柱塞泵为例,以不影响滑靴转动角度与保证柱塞强度为目标,对柱塞颈部直径进行计算,得到柱塞颈部最小允许直径与最大允许直径,并通过ANSYS进行仿真分析,得到仿真应力结果,对比后得出,柱塞颈部直径与柱塞体直径的比例值与目前文献中的经验公式并不一致。

斜盘式轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径设计

为了解决斜盘式轴向柱塞泵在高速高压下产生柱塞颈部断裂的问题,对柱塞泵柱塞颈部的设计及校核开展研究,提出柱塞颈部最小直径的设计方法。基于排油区柱塞滑靴组件的受力分析,建立高压下柱塞颈部受力模型。基于应力-强度干涉分布理论,结合柱塞颈部应力分布和柱塞疲劳强度,提出柱塞颈部疲劳可靠度表达式,得到轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径。利用有限元法对最小颈部直径柱塞进行静力学仿真分析,结合应力云图实现柱塞强度的安全性校核。在额定工况下,对根据柱塞颈部最小直径的设计方法设计出的轴向柱塞泵开展了容积效率和机械效率试验,利用本研究的设计准则针对同类产品的轴向柱塞泵柱塞颈部进行设计验证,验证所提出的柱塞颈部最小直径设计方法的合理性。