基于深海新型液压泵优化设计的研究

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1、HydraulicsPneumatics&Seals／No．8．2011基于深海新型液压泵优化设计的研究吕彬彬潘增军易龙诸葛刚姜建宇荆宝德(浙江师范大学工学院，浙江金华321004)摘要：根据海水液压泵的技术研究现状．主要对海水液压泵滑靴、柱塞、过滤装置以及泵体外壳等海水液压泵的关键部件进行了结构研究分析，此外。还针对海水液压泵的四对主要摩擦副进行了数学模型分析及三维建模仿真。仿真结果对液压泵的设计具有一定的指导意义。关键词：倒锥型滑靴；外螺旋柱塞；过滤装置；自平衡中图分类号：TH322，TH13

2、7．5文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)08—0035—03OptimizedDesignofaNewDeep——seaHydraulicPumpLVBin-binPANZe，}gⅡnYILongZHUGEGongJ／ANCJion—yuJINGBoo—de(CollegeofEngineering，ZhejiangNormalUniversity，Jinhua321004，China)Abstract：Accordingtonowadays’researchofthewate

3、rpump，thisessayconcernsthestructureanalysisofthekeypartsofthewaterpump’Sslipper，plunger,filterdeviceanditsshel1．Besides，itcoversthemathematicalmodelanalysisofthefourpairsofmainfrictionandbuildthethree——dimensionsmodelingandsimulation．Thesimulationresu

4、ltsforthedesignofthehydraulicpumphavecertainconstructivesignificance．KeyWords：coneslipper；externalspiralplunger；filterdevice；self-balancing0引言海水液压传动技术的发展与海洋开发的需要以及科学技术的发展是密不可分的，并且始于海水泵的研究。美国在20世纪60年代末、70年代初在全球最先开(a)(b)(c)图1晋通滑靴的三种结构始海水液压传动技术的研究，随后英国、日

5、本、德国、芬兰等国相继加入该领域的角逐，目前已经进入普遍实对于图1a所示的结构，滑靴由工程塑料内芯和金际应用阶段。国内开展水压传动技术研究较早的是华属外包构成，滑靴内芯和外包采用过盈配合装配。此结中科技大学，自1983年以来，华中科技大学主要从事构设计简单，工程塑料内芯能够有效改善球头与滑靴，斜盘与滑靴的磨损状况。但是由于金属外包比较薄弱，高水基液压液及其元件和系统的工作。1996年完成海工作时易张开，导致内芯和外包的脱离，造成失效。图水液压泵试验研究。近年来，浙江大学投入了大量的人力、物力和财力

6、，从事纯水液压技术的研究，并取得了1b所示的结构由金属外包、塑料球窝内芯、塑料靴底三一定的成果【l】。湘潭高新区机械研究所研制出新型6柱部分构成，靴底通过紧固胶结于金属外包底面。此种结构较前种滑靴结构有所增强，但是胶结强度低，靴底容塞高压水泵，并已申请国家专利。易脱落。图1c所示滑靴由金属外包和塑料靴底两部分1海水液压泵主要部件设计分析组成，滑靴球头副为塑料半球头和金属球窝配合，此结1．1滑靴改进设计构其靴底也较易脱落，并且柱塞结构复杂[21。本文针对滑靴设计最主要的问题是解决磨损问题，一般采这三

7、种结构的利弊，提出图2所示结构。新型倒锥结构用工程塑料和金属的不同组合来满足设计要求。通常由工程塑料内芯和金属外包两部分构成，为了克服金有三种形式．如图1所示。属外包薄弱，工作时容易张开，导致内芯与外包脱离的问题．这种新型滑靴不仅才采用内芯上端和外包过盈收稿13期：2011-02—24配合的方法外，还在内芯下端设计了倒锥结构，金属外作者简介：吕彬彬(1989一)，男，在读本科生，就读于浙江师范大学工学院包与倒锥面紧密贴合，这样能解决内芯和外包脱离的机械设计制造及其自动化专业。35液压气动与~---

8、4／2011．if-．第8期问题。滑靴球头副为金属球头和塑料内芯的全包结构，延长海水液压泵使用寿命。由于塑料的延展性，塑料内芯紧贴于金属球头外表面，这样能保证球头副的磨损和密封性的要求。(a)翻蚍(b"i税图2新型倒锥滑靴图4过滤装置结构示意图1．2柱塞的设计1．4自平衡泵体外壳的设计关于海水液压泵柱塞的结构，本文设计在柱塞表深海中压强很大．为避免由海水压强引起海水液面加工螺旋线起阻尼作用，使得高压的海水在阻尼作压泵损坏．本文为液压泵设置了一个能够自动平衡压用下形成一个压降。强的泵