液压驱动往复泵换向冲击研究及闭式系统设计

论文摘要

液压驱动往复式柱塞泵是工业泵中不可缺少的一类产品,在世界能源紧张的形势下,往复泵作为一种高效节能的产品,在各行各业应用越来越广泛。与传统的机械传动往复泵和新型的凸轮机构往复泵、直线电机传动往复泵相比,液压驱动往复泵具有工作效率高,适应范围广、压力高和制造维修方便等诸多优点,己成为国外往复泵研究和发展的重要方向。目前,国内对液压驱动往复泵的研究还处于起步阶段,现有的液压往复泵系统尚存在一些技术问题亟待解决。因此,对液压驱动往复泵液压系统进行研究具有十分重要的实际意义。本文完成的研究内容主要包括以下几个方面：1.综述了液压驱动往复泵的压力特性。对液压驱动往复泵的组成结构以及工作原理等进行了介绍,对液压驱动往复泵系统油缸活塞运动特性以及料缸压力变化规律进行了全面阐述。2.液压驱动往复式柱塞泵开式系统换向冲击研究。液压驱动往复泵开式系统由于采用阀控换向,换向时存在巨大的液压冲击；针对该问题,深入地分析和研究了开式液压驱动往复泵泵送回路的工作原理及其特性,找出了换向冲击产生的根本原因,提出了高压管路并接蓄能器、选择合理的换向阀过渡机能和适当延长换向阀换向时间等解决方案,并进行了总结分析；对阀后并接蓄能器缓冲压力冲击建立了数学模型,进行了仿真分析,为减小液压驱动往复泵开式系统换向冲击提供了参考。3.液压驱动往复式柱塞泵闭式系统低压侧瞬时吸空研究。全面阐述了液压驱动往复泵闭式系统低压侧瞬时吸空产生的机理,提出了低压侧并接蓄能器的解决方案,在此基础上推出了新的闭式液压驱动往复泵系统；根据此系统原理,采用功率键合图法和Matlab软件的Simulink工具箱建立相应的仿真模型,通过输入仿真参数,对低压侧并接蓄能器前后系统高低压侧压力动态仿真结果进行了对比分析。4.搭建闭式液压驱动往复泵试验平台。在低压侧带补油的闭式液压驱动往复泵样机上,对低压侧并接蓄能器前后,高压侧和低压侧的压力变化情况进行试验分析,进一步验证新的闭式液压驱动往复泵系统理论的正确性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 往复泵技术研究现状及其发展
• 1.2.1 传统曲柄连杆往复泵
• 1.2.2 新型机构往复泵
• 1.3 液压驱动往复泵
• 1.3.1 液压驱动往复泵概述
• 1.3.2 国外液压驱动往复泵研究现状
• 1.3.3 国内液压驱动往复泵研究现状
• 1.4 液压驱动往复泵的优越性与发展前景
• 1.5 课题的选题目的、意义及研究的主要内容
• 1.5.1 课题的选题目的及意义
• 1.5.2 课题研究的主要内容
• 第二章 液压驱动往复泵压力特性分析
• 2.1 液压驱动往复泵工作原理
• 2.2 活塞运动规律
• 2.3 料缸压力变化规律
• 2.4 液压冲击现象分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 液压往复泵开式系统换向冲击研究
• 3.1 开式液压驱动往复泵液压冲击分析
• 3.1.1 换向回油液压冲击分析
• 3.1.2 换向高压管路液压冲击分析
• 3.2 换向液压冲击解决措施
• 3.2.1 回油液压冲击解决措施
• 3.2.2 高压管路液压冲击解决措施
• 3.3 高压管路液压冲击仿真研究
• 3.3.1 高压管路液压冲击数学建模
• 3.3.2 蓄能器数学建模
• 3.3.3 仿真结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 液压往复泵闭式系统吸空研究及方案设计
• 4.1 低压管路瞬时吸空形成的机理及危害
• 4.1.1 液压驱动往复泵闭式系统工作原理
• 4.1.2 低压管路瞬时吸空形成机理
• 4.1.3 低压吸空的危害
• 4.2 液压驱动往复泵闭式系统方案设计
• 4.2.1 系统组成及工作原理
• 4.2.2 液压驱动往复泵闭式系统的特点
• 4.3 闭式液压驱动往复泵系统数学模型的建立
• 4.3.1 主要液压元器件的功率键图
• 4.3.2 系统功率键合图模型
• 4.3.3 数学模型
• 4.4 闭式液压驱动往复泵系统仿真模型的建立
• 4.4.1 控制方块图
• 4.4.2 Simulink仿真模型
• 4.4.3 模型参数确定
• 4.5 系统仿真及结果分析
• 4.5.1 未并接蓄能器的动态仿真结果及分析
• 4.5.2 并接蓄能器后动态仿真结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 闭式液压驱动往复泵样机试验研究
• 5.1 试验目的及内容
• 5.1.1 试验目的
• 5.1.2 试验内容
• 5.2 试验平台的搭建
• 5.2.1 试验原理
• 5.2.2 试验台的搭建
• 5.3 试验步骤及结果分析
• 5.3.1 可行性试验及结果分析
• 5.3.2 换向时低压侧压力试验及结果分析
• 5.3.3 试验结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果