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多排式軸向ATOS柱塞泵的關(guān)鍵技術(shù)動態(tài)研究
軸向ATOS柱塞泵隨著液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步,水介質(zhì)的推廣應(yīng)用而備受關(guān)注。然而,當(dāng)前采用軸向ATOS柱塞泵和馬達(dá)的液壓系統(tǒng)中,為實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)通常采用節(jié)流閥或變量等形式,由于其流量調(diào)節(jié)的幅度有限、調(diào)速范圍小及變速時(shí)須改變流量而造成功率浪費(fèi)等限制,導(dǎo)致在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實(shí)現(xiàn)低速大排量、恒功率變速等功能。

多排式軸向ATOS柱塞泵的關(guān)鍵技術(shù)動態(tài)研究
針對上述矛盾,ATOS提出了多排式軸向ATOS柱塞泵的概念,并設(shè)計(jì)出原理樣機(jī)。多排式軸向ATOS柱塞泵在斜盤變量的基礎(chǔ)上,通過增加工作柱塞排數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行二次變量,不僅拓寬了變量范圍,而且它能在系統(tǒng)供油量不變的情況下通過控制多排柱塞的組合有效地實(shí)現(xiàn)低速大排量和恒功率變速等功能。但是多排式軸向ATOS柱塞泵是一個(gè)結(jié)構(gòu)全新的型式,它的設(shè)計(jì)較單排式更為復(fù)雜,各主要零部件自身的設(shè)計(jì)存在獨(dú)立與關(guān)聯(lián)相交織,零部件之間的設(shè)計(jì)也存在獨(dú)立與關(guān)聯(lián)相交織。因此,在保證系統(tǒng)性能的前提下,如何有效的降低缸體質(zhì)量、避免柱塞卡缸現(xiàn)象、脫靴現(xiàn)象和合理設(shè)計(jì)配流副的參數(shù),有效平衡傾覆力矩等關(guān)鍵技術(shù)是多排式軸向ATOS柱塞泵能否成功應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在總結(jié)國內(nèi)外單排式軸向ATOS柱塞泵研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)多排式軸向ATOS柱塞泵的原理和特點(diǎn),利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,以雙排式軸向ATOS柱塞泵為例,研究多排式軸向ATOS柱塞泵在缸體優(yōu)化、避免柱塞卡缸現(xiàn)象和脫靴現(xiàn)象、配流副參數(shù)設(shè)計(jì)等方面的關(guān)鍵技術(shù),推導(dǎo)出多排式軸向ATOS柱塞泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦與潤滑、控制泄漏等方面的設(shè)計(jì)公式,并對多排式軸向ATOS柱塞泵進(jìn)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)仿真和流體的動力特性研究,為多排式軸向ATOS柱塞泵的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下:對缸體的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析,建立了雙排式軸向ATOS柱塞泵缸體的數(shù)學(xué)模型,以降低缸體質(zhì)量為目標(biāo),缸體結(jié)構(gòu)的限制為邊界條件,缸體強(qiáng)度、剛度和缸體與柱塞之間的接觸強(qiáng)度等條件為約束條件,對缸體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化;針對柱塞卡缸的問題,利用靜壓和油液薄膜理論,提出了四支撐雙阻尼孔的靜壓支撐方式,并引入多支撐雙阻尼孔式柱塞副的泄漏系數(shù),推導(dǎo)出多排式軸向ATOS柱塞泵柱塞的設(shè)計(jì)公式,對雙排式軸向ATOS柱塞泵的雙排柱塞進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并在四支撐雙阻尼靜壓方式基礎(chǔ)上,對柱塞副的間隙進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);應(yīng)用靜壓支撐理論對滑靴進(jìn)行設(shè)計(jì),并針對多排式軸向ATOS柱塞泵的脫靴問題,提出減力系數(shù)的概念對中心彈簧預(yù)壓力進(jìn)行了設(shè)計(jì);根據(jù)多排式軸向ATOS柱塞泵配流盤配流的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出阻尼孔型的防沖擊配流盤,在中心彈簧預(yù)壓力的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上對配流盤的輔助支撐進(jìn)行了設(shè)計(jì);利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,建立了多排式軸向ATOS柱塞泵的物理模型,并利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行了動態(tài)仿真和靜動態(tài)干涉檢查。

多排式軸向ATOS柱塞泵的關(guān)鍵技術(shù)動態(tài)研究
針對軸向ATOS柱塞泵的空化問題,應(yīng)用泵用軟件pumplinx對多排式軸向ATOS柱塞泵進(jìn)行了流體動力特性分析,根據(jù)分析結(jié)果,提出了曲面型左端蓋等措施,有效的解決了空化問題,為多排式軸向ATOS柱塞泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益的參考。