液壓彎管機超高壓電動泵的特性研究.pdf

1、液壓彎管機是對管道進行彎曲成型的一種專用工具，廣泛地應用于電力、石油、天然氣、化工、船舶、鍋爐等行業(yè)。
　　本論文在對電動液壓彎管機的工作原理、具體結構進行分析的基礎上，主要圍繞著電動液壓彎管機的核心部件：超高壓電動泵而展開。由于彎管的工藝對于泵的流量穩(wěn)定性要求不是特別高，電動液壓彎管機采用了一種更為簡單的不同于傳統(tǒng)泵的超高壓電動泵。然而彎管工藝對超高壓電動泵的壓力有著特殊要求，即需要在保證泵的穩(wěn)定性和壽命前提下，盡可能高地提高泵

2、的壓力，最高瞬態(tài)壓力高達50MPa，故稱為超高壓電動泵。隨著泵的壓力提高，需要對超高壓電動泵的關鍵部件如電機支架和電機軸等，重新設計其結構和校核其強度。效率是超高壓電動泵的一個關鍵指標。本論文將結合試驗和CFD仿真方法對超高壓電動泵的效率及相關影響因素進行分析，以提高其效率；同時對超高壓電動泵的鋼球運動規(guī)律和受力分析進行了一系列研究。
　　本論文主要研究內容有：
　　1）在分析電動液壓彎管機的工作原理，動力及成型機構等基礎上

3、，建立了柱塞偶件的速度，加速度的數(shù)學方程，并基于 MATLAB軟件，求解出超高壓電動泵的偏心輪及柱塞偶件的運動規(guī)律，并分析了關鍵部件電機軸和電機支架等的受力狀況。
　　2）借助流體動力仿真工具 ANSYS CFX，對超高壓電動泵的流場進行了仿真分析，得出了入口和出口處鋼球的運動規(guī)律，求解出了進出油口鋼球的最大速度和最大位移，并將鋼球運動速度以及鋼球周圍流場的變化采用云圖及轉化為動畫格式的方式展現(xiàn)出來，借此直接表達出鋼球在上升過程中

4、的速度變化規(guī)律及流場壓力變化。
　　3）采用ANSYS WORKBENCH軟件對關鍵部件進行有限元仿真分析，揭示了電機支架失效的原因，通過對電機支架的共振頻率仿真，排除了電機支架由于共振產生失效的可能，同時通過金相試驗的方法，分析了電機支架破損處的顯微組織成分及焊接缺陷，提出了相應的解決方案。
　　4）搭建了超高壓電動泵的試驗平臺，開展了樣機性能的試驗，結合仿真結果和試驗結果，改進了超高壓電動泵的結構，并測試與分析了改進后的