斜轴式柱塞马达外壳的振动与噪声特性分析

为降低柱塞马达的噪声,提升液压系统的稳定性,针对斜轴式柱塞马达的外壳进行了振动和噪声特性分析。首先对马达的内部激振源和振动传递路径进行分析,然后在ANSYS中对外壳依次进行模态分析、谐响应分析,获得对外壳结构动态性能影响最大的模态频率及工作时结构振动剧烈的区域,最后在半消声实验室对斜轴式柱塞马达进行噪声测试,验证了仿真结果的准确性。研究结论为斜轴式柱塞马达的减振降噪技术提供了新思路。

穿山甲鳞片型织构柱塞副减摩和泄漏特性分析

针对内曲线径向马达柱塞副的磨损和泄漏制约液电能量回收系统效率的问题,提出在柱塞结构表面仿穿山甲鳞片型织构以减小摩擦和泄漏的方法。采用双抛物线平移的方法表征出穿山甲鳞片型织构的数学模型,结合雷诺方程建立油膜承载力和摩擦因数仿真模型,对比分析无织构柱塞和织构柱塞的油膜压力、摩擦因数和柱塞副间隙泄漏随织构面积率的变化关系。结果表明:织构柱塞比无织构柱塞的油膜压力高出10%~35%,且具有更高的承载力和更低的摩擦因数;织构柱塞副比无织构柱塞副间隙的泄漏量减少了13.8%~27.8%,表明织构对柱塞副的密封性能有一定的提升作用。仿穿山甲鳞片型柱塞织构结构对提升液压马达液电能量回收系统的效率有显著效果。

基于AMESim的工程机械用斜盘式轴向柱塞马达变速特性分析

为适应不同负载的需要,轴向柱塞马达在工作时需不断进行高、低速之间的转换,在高、低速转换过程中产生的冲击力可能会造成滑靴脱落、柱塞卡死和压盘断裂等一系列问题,因此需要对马达的变速特性进行分析。以某公司5.0×105 N挖掘机用轴向柱塞马达为例,利用AMESim软件搭建了柱塞马达的液压控制模型,通过阶跃信号模拟变速过程,研究斜盘角度变化过程中柱塞腔中的压力变化规律。从改变斜盘转换的频率和柱塞滑靴组件不同响应时间两个方面分析柱塞腔压力变化情况,并分析了不同压力下柱塞的应力应变。通过分析可知:柱塞滑靴组件最优响应时间为0.17 s,当响应时间大于0.17 s时斜盘转换频率对柱塞腔压力影响不大;高低速转换时响应时间过快是导致柱塞卡滞在缸孔内的主要原因之一。

往复式磁力驱动柱塞泵举升工艺技术研究

针对常规抽油机举升存在的一次性投资大、能耗高和系统效率低等实际问题,研制了往复式磁力驱动柱塞泵及地面数控装置。通过动力电缆给井下直线电机供电后产生交变磁场,永磁体动子在交变磁场作用下带动泵柱塞上下往复运动,从而达到举升抽油的目的。通过信号电缆将井下传感器的压力、温度信号上传至地面数控装置的参数调整模块,经过压力脉冲-液位数字信号转换,自行调整泵柱塞运行次数,使油井始终工作在合理的沉没度范围内,确保供排合理。配套DX-1型电磁防蜡器防蜡工艺现场试验,取得了较好的防蜡效果。

基于支持向量机的潜油往复式油田抽油机工况诊断方法

潜油往复式抽油机是一种重要的新型油田抽油机,它的工况诊断水平直接影响其在油田生产中的应用效果。文章提出一种潜油往复式抽油机的工况诊断方法,在分析潜油往复式抽油机工作原理的基础上,结合泵体结构,得到潜油直线电机在不同工况下加载-卸载过程的不同特征。通过定义相关参量,提取各工况下潜油直线电机运行数据中的特征量。将其作为支持向量机(SVM)分类器的输入,建立基于SVM的潜油往复式抽油机工况诊断模型,并在模拟平台上对该方法的有效性和误判率等进行了验证试验和仿真分析。

基于支持向量机的潜油柱塞泵沉没度预测

潜油柱塞泵抽油系统可以及时、合理地调节直线电机的运行状态,使抽油机的抽汲能力与井下沉没度的变化相匹配,以达到可靠、稳产和节能的目的。针对潜油柱塞泵抽油系统沉没度时间序列非平稳、非线性的特点,提出基于支持向量机(SVM)的沉没度预测方法。对实测现场沉没度序列预处理和归一化,构成沉没度时间序列,并进行输入样本空间重构。用沉没度时间序列样本对SVM预测模型进行训练,选择测试样本对训练得到的预测模型进行测试,并将该方法与自回归滑动平均模型(ARMA)预测结果进行比较。最后,引入直线电机冲数信息作为预测模型的输入,形成改进的沉没度预测方法。对三种预测方法在相同的训练和测试条件下进行误差分析,证明改进的SVM方法具有更高的预测精度。研究结果可作为潜油柱塞泵在线监控系统控制直线电机运行状态的依据。

基于虚拟样机的轴向柱塞马达特性及振动机制分析

轴向柱塞马达是液压系统中执行机构的动力元件,其运行过程中产生的振动和噪声严重时会引发传动失效、流体泄漏等重大问题。基于TPA分析法,对轴向柱塞马达运转中的振动、噪声产生机制及传递路径进行理论分析。基于AD⁃AMS和AMESim平台,以机械结构为核心,引入流体动力特性,搭建轴向柱塞马达机-液耦合模型,对其动、静态特性及运转中振动、噪声产生机制进行了进一步分析,指出通过优化配流盘和马达外壳结构可实现减振降噪的目的。对比相关文献中轴向柱塞马达参考数据,输出特性等方面相对误差小于6%,且运动特性符合理论模型,优于现有轴向柱塞马达仿真模型,验证了机-液耦合模型具有较好的计算精度。以仿真评估代替物理样机总体性能评估,能最大程度缩短产品研发周期,降低研发成本,其振动机制分析又可为柱塞马达结构优化提供理论依据。

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。

新型轴向柱塞液压马达及其运动学分析

自行设计了一种新型的轴向柱塞式液压马达 ,它突破了传统轴向柱塞式液压马达中柱塞球形端部紧压在斜盘斜面上的设计 ,用螺旋面取代斜面 ,使柱塞的受力方向改变 ,马达的输出转矩增加。在此基础上 ,对柱塞运动进行了分析。结果表明 ,该马达的柱塞沿轴向运动的加速度在封油区和工作区为零 ,在过渡区为常数 ,即柱塞沿轴向方向的运动平稳。

轴向柱塞马达连杆滑靴与斜盘摩擦副温升的计算

本文导出在压差流和剪切流作用下的轴向柱塞马达中连杆滑靴与斜盘摩擦副温升的计算,为防止摩擦副烧损和合理设计摩擦副提供了依据。

轴向柱塞马达连杆滑靴与斜盘摩擦副烧损原因判断和改进

本文介绍采用。日D_L三项性能指标验算的方法,通过实例判断轴向柱塞马达中滑靴与斜盘摩擦副的烧损原因是由静压支承设计不合理所造成,改进后试验成功。

潜油柱塞泵机组优化设计与试验

潜油柱塞泵无杆举升技术在应用过程中存在排量范围小、机组可靠性低以及潜油电缆易损坏等问题。为此,对潜油直线电机初级及次级结构进行了耐磨和防腐设计,对加工工艺和初级绕组进行了优化,同时研究应用柔性无感控制技术,以提高潜油柱塞泵机组系统效率,减弱机组运行过程中的振动。室内及现场试验结果表明:优化后的潜油柱塞泵机组不仅系统效率高、举升力大,而且检泵周期大幅延长,2口试验井的检泵周期均超过了1 000 d。随着潜油柱塞泵无杆举升技术的不断完善,其在低产和定向井的应用规模也将不断扩大,对低渗油田经济高效开发具有重要意义。

双侧驱动轴向柱塞马达斜盘结构设计及优化

斜盘是双侧驱动轴向柱塞马达实现液压力平衡的关键零部件之一,能否合理设计斜盘结构对整个马达的性能有很大的影响。基于双侧驱动轴向柱塞马达,引入了新型斜盘结构,分析了柱塞及滑靴运动轨迹对斜盘尺寸的影响。结果表明:各个斜盘斜面的倾角、各排柱塞直径及分布圆直径、滑靴相关尺寸等对斜盘尺寸都有一定的影响,以此为基础采用新的设计方法对斜盘进行设计,并通过实例计算与校核证明该设计方法有效。该研究可为双侧驱动轴向柱塞马达结构设计提供指导。

极端工况下的高压柱塞马达密封环摩擦特性

为减少极端工况下因密封环摩擦磨损导致的疲劳断裂,保证马达的容积效率和可靠性。以法向正压力和剪切应力线性表示密封环摩擦力,并通过模态分析法和有限体积法分别研究系统多体动力学与缸孔内流体动力学,计算不同主轴转角、不同宽径比和弧面锥角下密封环的法向正压力和壁面剪切应力。研究结果表明:改变主轴转角引起的排量变化对摩擦力的影响较小;而密封环结构参数的变化影响明显,当宽径比小于0.3和弧面锥角小于1.8°时,摩擦力随宽径比和锥角增大而减小,在宽径比为0.3,弧面锥角为1.8°时摩擦力达到最小,最大缩减率分别为28%和25%;但当宽径比大于0.3和弧面锥角大于1.8°时,摩擦力随宽径比和锥角增大而增大;另剪切应力随着宽径比增大而增大;而受弧面锥角影响较小。研究结果为柱塞马达密封环减摩设计提供理论基础和依据。

基于DASP的海水马达振动分析和故障诊断研究

基于DASP虚拟仪器测试平台,依托机械振动理论和设备故障诊断技术,结合海水柱塞马达振动信号采集及分析处理手段,搭建了海水柱塞马达的故障诊断实验系统。通过对海水柱塞马达在正常和故障两种状态下振动信号的时域分析与频谱分析,得到了海水柱塞马达配流盘"气蚀"损坏典型故障的识别特征,从而对柱塞泵/马达的故障机理和故障诊断有了更深入的了解。将基于DASP的测试技术应用于海水柱塞马达的振动测试,不仅能够获得海水柱塞马达振动的实时测试信号和振动特性图谱,还可获得振动机理分析所需的更高的测试精度和效率,在工程实践中具有较好的推广价值。

基于一体化的电机泵装置的研究

介绍电机泵装置噪声的主要来源、电动机与泵联接的常用方式,并提出采用电机、泵的联接方式;分别对使用联轴器和不使用联轴器时电机、泵系统的轴进行扭转振动分析和仿真。

直线电机驱动柱塞式潜油泵采油工艺及试验

针对延长油田采油厂有杆泵采油工艺存在的杆管偏磨严重、系统效率低、检泵修井周期短等问题,提出了直线电机驱动柱塞潜油泵采油工艺,并在南区采油厂进行了生产试验。试验结果证明,该工艺解决了杆管偏磨问题,提高了能源利用率,延长了检泵修井周期,是采油厂提高效益行之有效的采油工艺。

径向双球塞柱塞马达广义椭圆定子曲线导轨的分析与设计

针对常规径向液压马达存在定子导轨曲线绘图精度低且过程繁琐、曲线导轨磨损严重的问题,提出了一种采用广义椭圆定子曲线导轨的双球塞结构的液压马达。广义椭圆定子曲线延展性好,在一定程度上可以解决常规径向液压马达定子导轨曲线绘图精度低且过程繁琐的问题;双球塞结构增大了球塞与定子曲线内壁的接触面积,一定程度上可以解决常规径向液压马达导轨磨损严重的问题。当作用次数为5～12,长、短轴比例系数为1. 07～1. 18时,该类型球塞马达可以获得较为优异的输出性能。

五星单作用活塞缸偏置式径向柱塞马达的设计

五星单作用活塞缸偏置式径向柱塞马达,主壳体(18)装上有五个均匀分布的柱塞缸筒,各柱塞缸筒的轴线距曲轴(15)的中心线有一偏移量(H),主壳体(18)上的每个柱塞缸筒内分别装有柱塞,每个柱塞的一端为球头结构,在柱塞的球头上安装有滑靴(13),在滑靴(13)上装有两个半圆形组成的挡块(12),通过弹簧卡环(7)及挡块(12)将柱塞(11)与滑靴(13)联接为一体,将柱塞(11)的球头限制在球窝里转动;滑靴(13)的另一端与曲轴(15)的偏心轮外圆接触;由位于滑靴(13)左右两端的挡圈(17、17’)将滑靴(13)箍在曲轴(15)的偏心轮外圆表面上,使滑靴(13)可以在曲轴(15)的偏心轮外圆表面滑动。

电流频谱识别法在柱塞泵故障诊断中的应用

以电机拖动轴向柱塞泵为研究对象,依据液压动力系统运行时机电液参量间的耦合效应,深入分析了柱塞泵发生单柱塞泄漏故障下引起的流量、电磁转矩、电流发生故障脉动的机制。利用AMESim对其仿真分析,其结果表明:在柱塞泵发生单柱塞泄漏故障下系统流体参量出现故障脉动频率,再通过电机与泵的耦合反向作用于电机电流信号,使其出现表征发生该故障的边频分量,且特征频率幅值随着负载增大而增加,为从电流信号中提取轴向柱塞泵故障信息提供了一种新思路。