基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵特性分析.pdf

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1、虚拟制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineefing)2016年第9期基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵特性分析刘彦磊1，石维佳2，许珊‘(1天津渤海职业技术学院，天津300402；2河北工业大学，天津300130)摘要：为了对柱塞泵特性进行研究，采用Adams软件和AMESim软件分别建立了柱塞泵动力学模型和液压系统模型，通过两者的联合仿真搭建了柱塞泵虚拟样机仿真模型。通过实验数据验证了仿真模型的正确性，分析了柱塞泵在不同转速下的动力学特性以及斜盘倾角对压力脉动的影响。关键词：虚

2、拟样机；柱塞泵；Adams；AMESim中图分类号：THll3文献标志码：A文章编号：167l—3133(2016)09—0025—_05DOI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2016．09．006StudyoncharacteristicofpistonpumpbasedonvirtualprototypetechnologyLiuYanlei1，ShiWeijia2，XuShanl(1TianjinBohaiVocationalTechnicalCollege，Tianjin300

3、402，China；2HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：Inordertostudythecharacteristicofpistonpump，dynamicsandhydraulicmodelwerebuiltbasedonAdamsandAMESim，andthevirtualprototypeofaxialpistonpumpWasputupaccordingtotheCO-simulationmethod．Thecorr

4、ectnessofthemodelWasverifiedbytheexperimentaldata，alsothedynamicscharacteristicsofthepumpindifferentshaftspeedandtheinflu-enceoftheswashplateangletothepressurepulsewereanalyzed．Keywords：virtualprototype；pistonpump；Adams；AMESim0引言柱塞泵是工程机械、冶金及矿山机械等重大装备中的关键基础

5、元件，由于其结构复杂、技术含量非常高，目前国内对国外产品的依赖程度非常高，在某种程度上已经严重限制我国机械工业的发展，因此针对柱塞泵关键技术开展深入研究、研制出具有自主知识产权的高压柱塞泵已经刻不容缓。柱塞泵各结构件之间约束关系错综复杂，并且还存在机械和流体之间的非线性耦合等环节，传统的分析方法将液、固分开建模并且简化掉非线性环节，分析结果与实际数据相差较大。虚拟样机技术能够采用精确的数学模型来描述机电液系统的各个构成元素，然后通过联合仿真技术建立完整的液、固、电耦合仿真模型，由于虚拟样机模型完全按照对象本

6、质的力学因素建模，在动力学特性上与实际物理样机非常接近，因此可以通过对虚拟样机的仿真评估来代替对物理样机整体设计性能的评估‘1-2]。本文通过Adams和AMESim软件联合仿真构建了柱塞泵虚拟样机仿真模型，并设计了相关实验，验证了仿真模型的正确性，分析了柱塞泵工作参数对其动力学特性和柱塞腔压力脉动的影响。1柱塞泵结构和工作原理斜盘式轴向柱塞泵结构如图1所示。l2345678图l斜盘式轴向柱塞泵结构主轴2．斜盘3．滑靴4．回程盘5．柱塞6．缸体7．配流盘8．泵壳25／．2016年第9期现代制造工程(Mode

7、mManufacturingEngineering)柱塞泵工作原理为：柱塞5沿圆周均匀分布在缸体6内，在弹簧装置的作用下压紧在斜盘2上，当动力机构带动传动轴使缸体6作回转运动时，柱塞5在斜盘2的作用下将在缸体6内作往复运动，并通过配流盘的配油槽产生吸油和压油效果。当缸体6转角在吸油区域内，柱塞5伸出缸体6外侧，柱塞5底部与缸孔形成的密封区容积增大，进而通过配流盘7的配油槽产生吸油；在排油区域内，柱塞5被斜盘2推入缸体6内部，缸孔密封容积减小，油液被挤压而产生压力油。缸体6旋转一周各柱塞完成吸、压油一次，改变

8、斜盘2倾角可以改变柱塞行程长度进而改变泵的排量。2柱塞泵虚拟样机建立轴向柱塞泵是一个运动关系复杂、存在液固耦合的液压动力元件，单纯地独立分析其动力学模型或者液压模型都不能准确反映其实际工作状态，因此构建一个多领域的联合仿真模型是分析柱塞泵工作特性的基础。为此本文基于Adams和AMESim软件分别建立柱塞泵机械系统多体动力学和液压系统模型，通过接口模块设计实现中间变量参数的信息交互，创建了柱塞泵实时动态的液固耦合