斜盘式微小型定量轴向柱塞泵研究.pdf

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1、硕士学位论文斜盘式微小型定量轴向柱塞泵研究RESEARCHONSWASHPLATEMINIATUREFIXEDDISPLACEMENTAXIALPISTONPUMP梁海健哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH322学校代码：10213国际图书分类号：621.6密级：公开工程硕士学位论文斜盘式微小型定量轴向柱塞泵研究硕士研究生：梁海健导师：姜继海教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH322SchoolCode:10213U

2、.D.C:621.6SecurityClassification:PublicDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSWASHPLATEMINIATUREFIXEDDISPLACEMENTAXIALPISTONPUMPCandidate：LiangHaijianSupervisor：Prof.JiangJihaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanialEngineeringAffil

3、iation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着现代工业的向前发展，液压系统中关键的动力元件轴向柱塞泵向着小型化和高压化的方向发展，在机器人和石油钻井等行业对于微小型轴向柱塞泵的需求愈来愈多。而目前对于微小型柱塞泵的研究论文较少。本文对斜盘式微小型定量轴向柱塞泵进行了设计、理论分析、仿真优化和试验研究。首先，为了解决微小柱塞泵的径向尺寸小的要求

4、，综合比较各类型柱塞泵结构后选择了进口斜盘配流、出口阀配流作为微小柱塞泵的配流方式。然后对微小柱塞泵柱塞、滑靴的运动学和动力学进行了分析，并完成了柱塞和滑靴的初步设计。同时对柱塞的回程机构和主轴斜盘等关键零部件进行了设计和仿真分析。通过SolidWorks对整泵模型完成三维建模，并进行了干涉检查。其次，针对微小柱塞泵的两大关键摩擦副-柱塞副和滑靴副进行理论分析和流场仿真。建立了柱塞副的泄漏模型，对各因素对柱塞副泄漏的影响做了分析。利用ANSYS对柱塞和缸体进行热力学仿真，考虑微小柱塞泵的使用环境，得到了不同条件下柱塞副间隙的变化，并结合

5、泄漏模型完成了柱塞副间隙的设计。对柱塞副油膜进行了流场仿真，得到柱塞副的泄漏流量，结果与理论一致。对滑靴底面流体流动特性进行了分析，求解了基于剩余压紧力设计方法的滑靴油膜厚度方程，得到了油膜厚度的分布与滑靴处的泄漏量。接下来，为研究微小型泵的阀配流机理，搭建了基于AMESim的模型。分析了配流阀滞后角的影响因素，仿真得到微小柱塞泵配流阀的关闭滞后角，完成了主轴斜盘配流槽的设计。根据压力流量特性仿真结果，对微小柱塞泵原理性样机的参数进行了优化。最后加工制造了微小柱塞泵原理性样机，通过对微小柱塞泵原理性样机的试验，验证了微小柱塞泵的联合配流

6、的可行性，证明了微小柱塞泵结构设计的可行性，得到了微小柱塞泵原理性样机的部分特性，为微小柱塞泵下一步的研究提供方向。本文通过采用联合配流的方式设计了一款微小型柱塞泵，对微小柱塞泵里面的柱塞副、滑靴副和配流阀进行了理论分析和仿真优化，并对这三大关键部位的容积效率损失做了分析。设计并加工了微小柱塞泵的原理性样机，通过试验实际验证了微小柱塞泵结构设计的可行性。本论文的研究有利于斜盘式轴向柱塞泵小型化的发展。关键词：微小柱塞泵；联合配流；柱塞副；滑靴副；配流阀IAbstractAbstractWiththedevelopmentofmodern

7、industry,theaxialpistonpump,whichisthekeypowerelementinthehydraulicsystem,isdevelopinginthedirectionofminiaturizationandhighpressure.Thedemandforminiatureaxialpistonpumpsintheroboticsandoildrillingindustriesisalsoincreasing.However,thereislessresearchonminiatureaxialpist

8、onpumps.Inthisthesis,thedesign,theoreticalanalysis,simulationoptimizationandexperimentalresearchofthesw