宽转速摆线泵空化及流量输出特性研究

主动减震系统摆线泵工作转速范围宽,最高达6000 r/min,随着转速的变化,摆线泵密封容积腔、吸油口极易产生空化现象,进而影响摆线泵流量输出特性。提出了一种结构紧凑型动力单元,基于摆线泵宽转速运行工况,研究不同转速下摆线泵最小密封容积腔、吸油流道气相体积分数变化规律。研究结果表明:当摆线泵转速为1000 r/min时,最小密封容积腔含气率50%附近的区域占比大,当转速为6000 r/min时,最小密封容积腔含气率90%附近的区域增加明显;摆线泵工作在2000 r/min时,入口加压0.5 MPa气相体积分数最大为0.018,入口为大气压时的气相体积分数最大为0.1,当转速增加至6000 r/min时,入口加压能够有效控制吸油流道气相体积分数,改善摆线泵流量输出特性。

凸轮转子泵送系统机电液复杂工况下流量输出特性

针对凸轮转子泵送系统的机电液复杂工况及流体的物性参数对泵输出流量影响规律尚不完全明确这一问题,在凸轮转子泵三维建模的基础上,给出泵径向间隙、电机转速、流体浓度、泵进出口压差4个影响因素的变化范围,采用计算流体力学模型进行参数化研究,分析在单因素、多因素影响下的变化规律。结果表明:泵径向间隙(0.16~0.24 mm)、电机转速(200~600 r/min)、流体浓度(50%~100%)、泵进出口压差(0.2~0.6 MPa)对泵输出流量分别有增大或减小作用,且存在相互促进或抑制关系;在多因素变量共同作用下,泵输出流量变化规律愈发呈现复杂性和多样性。

基于流量差异的电主轴冷却流道并\串联冷却效果对比

针对电主轴冷却结构设计中,热源部位的冷却流道之间,不同连接形式冷却效果不同的问题,对冷却流量、流道进\出口压差及温差进行了深入研究。首先,计算了在常用切削工况下,车床电主轴及高速加工中心电主轴各热源部位的发热量;然后,基于经典流体力学理论,设计了流量压差实验,获得了冷却机流量压力输出特性曲线,并进一步计算了主轴与冷却机之间PVC软管沿程阻力系数、沿程压力损失、接头直径转换时的局部压力损失;接着,建立了电主轴整机流固耦合仿真模型,获取了冷却流道并\串联2种方式下不同流量的主轴进\出口压力差值,结合实验得到了冷却流道并\串联2种方式下实际的冷却流量值;最后,将实际的冷却流量值纳入了电主轴整机流固耦合仿真模型,仿真计算并提取了主轴进\出口温差,利用表征冷却效果的经验公式,计算并判断了冷却流道并\串联2种方式下的冷却效果。研究结果表明:主轴冷却流道之间采用串联方式优于并联,原因是轴承部位流道结构简单,总流量上串联与并联差异不大,在电机部位吸收的热量与并联方式的差距较小;同时,因轴承发热量较小,2种方式下轴承冷却流道出口部位温度差异较小,流道串联时流经轴承的流量相对高于并联,因此吸收的热量高于并联。高速电主轴冷却流道采用并联方式优于串联方式,原因是轴承部位流道结构复杂,总流量上并联方式明显高于串联;因轴承发热量大,并联方式下前轴承与电机部位流道出口温度明显高于串联方式,因而并联方式能吸收更多的热量,冷却效果更好。