變量滾柱泵研究.pdf

1、變量泵主要通過自身的變量控制機(jī)構(gòu)來改變泵的流量輸出,使動(dòng)力元件和負(fù)載之間達(dá)到功率的最佳匹配,從而起到節(jié)能減耗的目的。常規(guī)的變量泵有變量葉片泵、變量柱塞泵、變量齒輪泵、變量螺桿泵等。針對傳統(tǒng)變量泵的泵體結(jié)構(gòu)體積大、輸出排量變化小、功率密度低等缺點(diǎn),本文提出了一種新的泵種——手動(dòng)式限壓變量滾柱泵。
　　手動(dòng)式限壓變量滾柱泵是以滾柱體取代傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件,采用軸配流方式進(jìn)行吸油腔和壓油腔的配流,變量機(jī)構(gòu)采用手動(dòng)式限壓變量控制機(jī)構(gòu)。該泵的交

2、變?nèi)萸挥蓛刹糠纸M成,其一為滾柱與轉(zhuǎn)子半圓弧型腔之間的交變體積;其二為相鄰兩滾柱與轉(zhuǎn)子和定子之間的月牙形腔;同時(shí)由于采用滾柱的滾動(dòng)代替了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件與定子內(nèi)壁的滑動(dòng),使得泵可以在很高的轉(zhuǎn)速下工作,從而大大提高該泵的輸出流量及功率密度。限壓式變量機(jī)構(gòu)可以使得該泵的壓力輸出限定在已設(shè)定的限定壓力以下,避免了液壓系統(tǒng)由于采用卸荷裝置從而使結(jié)構(gòu)變得簡單,而且泵的輸出截止壓力可以通過旋動(dòng)壓力調(diào)節(jié)旋鈕來手動(dòng)調(diào)節(jié)。
　　本課題主要做了兩個(gè)方面的研

3、究:首先闡述了變量滾柱泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,建立了滾柱的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并運(yùn)用Matlab軟件對滾柱運(yùn)動(dòng)線速度、加速度、躍度等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行了仿真,詳細(xì)研究了該泵的運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量與泵體本身結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的變化關(guān)系;然后求解了泵的密封容積變化公式,推導(dǎo)出泵的理論輸出流量、脈動(dòng)率等相關(guān)輸出特性參數(shù)并進(jìn)行了仿真;之后又對該泵的動(dòng)力學(xué)部分進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和理論分析,得出該泵滾柱在不同狀態(tài)下的受力表達(dá)式。
　　另一方面,從結(jié)構(gòu)簡單和實(shí)用性方面,分析

4、了手動(dòng)限壓式變量泵的優(yōu)缺點(diǎn),詳細(xì)闡述了手動(dòng)限壓式變量泵的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。然后針對該泵本身的結(jié)構(gòu)和輸出特性參數(shù)對該泵變量機(jī)構(gòu)的重要組成部分(如控制活塞、預(yù)緊調(diào)節(jié)彈簧等)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),并繪出該變量滾柱泵的q-p特性曲線。然后建立變量滾柱泵控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模型,在此基礎(chǔ)上利用 Matlab/Simulink模塊分析該泵的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程,對影響其動(dòng)態(tài)響應(yīng)的諸因素進(jìn)行模擬計(jì)算分析,指出各個(gè)因素對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響結(jié)果。最后應(yīng)用Pro/E對該泵進(jìn)行