海水柱塞馬達的研究.pdf

1、海水液壓技術(shù)是近年來海洋開發(fā)領(lǐng)域的一門高新技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性和廉價安全性等特點，在國際上備受關(guān)注。海水液壓馬達是執(zhí)行元件，對其進行深入的研究對海水液壓技術(shù)的發(fā)展及海洋資源的開發(fā)與利用具有重要意義。
　　本課題旨在研制出一額定扭矩為12.5Nm、額定轉(zhuǎn)速為1500rpm的海水液壓柱塞馬達。參照傳統(tǒng)油壓柱塞馬達/泵和國際上已有的海水液壓馬達/泵的結(jié)構(gòu)，根據(jù)863計劃項目的技術(shù)要求，對海水液壓柱塞馬達的運動學(xué)及動力學(xué)特性

2、進行了分析，對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，在此基礎(chǔ)上研制出樣機，并進行了相關(guān)實驗研究。具體如下：
　?。?）根據(jù)海水介質(zhì)和礦物油介質(zhì)的理化學(xué)特性，分析海水柱塞馬達和油壓柱塞馬達存在的結(jié)構(gòu)區(qū)別，參照國際上已有的海水液壓柱塞馬達的技術(shù)成果，進行進一步的比對分析，進而確定海水柱塞馬達研究的技術(shù)難點，從總體上獲得對馬達研究層面的認(rèn)識。
　?。?）根據(jù)項目對海水柱塞馬達的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，參照國內(nèi)外海水液壓元件的研究成果，確定本課題所研究的海

3、水液壓馬達的結(jié)構(gòu)形式，進行運動學(xué)和動力學(xué)分析，以獲得該結(jié)構(gòu)型式下海水馬達的運動學(xué)特點和動力學(xué)性能，進而判斷該結(jié)構(gòu)方案的可行性，并作為后期進行海水柱塞馬達的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計和性能仿真建模的基礎(chǔ)。
　　（3）在確定馬達結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，進行馬達結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)的計算和設(shè)計，并根據(jù)海水液壓元件的特點對局部的結(jié)構(gòu)尺寸特點進行優(yōu)化設(shè)計。此外，根據(jù)項目的技術(shù)要求和海水液壓元件的技術(shù)特點，參照國際上的成功樣例，進行馬達材料的比對和篩選。綜合前期的結(jié)構(gòu)

4、尺寸結(jié)果和材料選擇，進行馬達加工工藝的制定。利用PROE軟件進行馬達的三維建模并生成工程圖。
　?。?）根據(jù)已確定的馬達結(jié)構(gòu)特點，利用AMESIM軟件進行仿真模型的建立；根據(jù)馬達的尺寸、工作介質(zhì)和工作環(huán)境特點，進行仿真模型的參數(shù)設(shè)置。完成馬達的仿真建模后進行仿真分析，分別分析不同斜盤傾角下、不同流量輸入下以及不同負載條件下馬達的工作狀態(tài)和輸出性能。將仿真結(jié)果與項目的設(shè)計要求相比較，驗證所設(shè)計的海水柱塞馬達是否滿足設(shè)計要求。

5、　　（5）根據(jù)最終確定的圖紙加工制造出馬達樣機。以自來水代替海水作為試驗系統(tǒng)的工作介質(zhì)，分別進行空載試驗和加載試驗，分析不同條件下馬達的性能特點以及工作穩(wěn)定性，檢測馬達性能是否能夠滿足設(shè)計要求。
　　通過 AMESIM對馬達的仿真分析所得結(jié)果顯示馬達能夠同時保證轉(zhuǎn)速為1795rpm、扭矩為13.8Nm的輸出，符合馬達設(shè)計的輸出要求，同時穩(wěn)定工作時容積效率也滿足設(shè)計要求；通過樣機性能試驗分析可知馬達負載在15.7Nm內(nèi)隨壓差成線性相