柱塞泵流量特性计算分析

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1、58液压与气动2004年第04期柱塞泵流量特性计算分析刘利国,葛世荣,韩东太AnalysisontheFlowCharacteristicofPistonPumpsLiuLi2guo,GeShi2rong,HanDong2tai(中国矿业大学机电学院,江苏徐州　221008)摘　要:该文根据25CY1421B柱塞泵的几何参数,计算了其流量脉动系数,并以其参数模拟八柱塞泵,进行仿真计算。由计算得出:七柱塞泵流量脉动系数与理论计算有较大差异,七柱塞泵和八柱塞泵的流量脉动系数相差不大。关键词:几何参数;

2、计算;流量脉动中图分类号:TH13715　文献标识码:B　文章编号:100024858(2004)0420058202轴向柱塞泵具有压力高,容积效率高,流量大等优点,因而在矿山机械等大功率液压系统中,几乎毫无例外是以轴向柱塞泵为动力源。从本质上讲,在负载稳定条件下,轴向柱塞泵的噪声是由于流量脉动而产生的压力脉动所引起。因而对轴向柱塞泵的流量和压力脉动进行研究,有助于液压系统噪声和振动的控制。液压经典理论认为:奇数柱塞泵的流量脉动明显小于偶数柱塞泵。这也是现代轴向柱塞泵几乎毫无例11柱塞窗孔　21配

3、流窗孔外采用奇数泵的原因。可是试验证明:奇数泵实际流图1　配流盘上油压力的范围角量脉动远大于理论值,且柱塞相邻的奇、偶泵的流量脉α动相差不大。mkcos-φ4Qt=k∑sinφi=α(2)25CY142B斜盘轴向柱塞泵是我国应用较为广泛的i=1sin2柱塞泵之一。以25CY142B柱塞泵为例,进行分析和计当泵柱塞数为偶数时,算。并以25CY1421B轴向柱塞泵的几何参数为基础,模α拟八柱塞轴向液压泵,进行流量特性计算,研究柱塞奇mkcos4-φQt=k∑sinφi=(3)偶性对流量脉动的影响有较大

4、的代表性和现实意义。i=1αsin2125CY14-B柱塞泵主要参数式中m———处于排液区柱塞数如图1所示,p为额定工作压力,p=32MPa;n为α———二柱塞间夹角额定转速,n=1500r/mm;Q为最大排量,Q=3715L/-62k———系数mm;U为介质黏度,U=116-187×10m/s;φp为配根据公式(2)、(3),可求出瞬态流量Q的最大值流盘排液区间角,φp=136°;φδ为配流盘密封区间角,Qmax、最小值Qmin,并可进一步确定流量脉动系数:φδ=44°;z为柱塞数,z=7;α为

5、柱塞间角,α=5114°。Qmax-Qmin2α2　几何流量脉动理论计算δ<==2sin(z为奇数)(4)Qmax8泵的瞬间流量为所有处于排液区的柱塞同一瞬间Qmax-Qmin2αδ<==2sin(z为偶数)(5)理论流量之和。Qmax4式中z为柱塞数。　　即Qt=Q1+Q2+⋯+Qmm　收稿日期:2003210227=k∑sin[φi+(i-1)](1)i=1　作者简介:刘利国(1962—),男,山东淄博人,副教授,硕士,主要当泵柱塞数为奇数时,从事液压技术方面的科研和教学工作。2004年第04

6、期液压与气动59因此,可计算出25CY14-1B柱塞泵的理论流量2107k。脉动系数:Qmax-Qmin2125k-2107k脉动系数δ<===8%Qmax2125k25114δ<=2sin8=2151%(z=7)4　根据实测基本参数,模拟八柱塞泵计算流量脉动360°为计算方便,我们同样假定一号柱塞位于配流盘当柱塞数z=8时,α==45°,其柱塞泵的理8过渡区,即上死点位置。在0～α区间内,根据柱塞实论流量脉动系数:际排液状况,划分[0,1°],[1°,45°],[45°,90°]三个区间245δ

7、<=2sin=7161%(z=8)进行计算。4325CY1421B柱塞泵流量脉动计算1)当0°≤φ<1°时,排液区2～4号柱塞排液α为计算方便,我们假定一号柱塞位于配流盘过渡4cos

8、°≤φ<45°,排液区1～4号柱塞排液Q(1)=∑ksinφi=(6)4αα3αi=2(10)2sinQ=∑ksin<=4kcoscosαsinφ+4i=122απππkcos4Q2max=4kcoscossin=2161k,(<=2215°)Q(1)max==2119k(φ=0°)482α2sinππ17π4Q2min=4kcoscossin=2142k,(<=015°)4845αkcos+103)当45°≤φ<90°时,又重复以上情况4Q(1)min=α=21072k(φ=10