雙作用橢圓軌道滾柱泵的研究.pdf

1、滾柱泵是一種新型容積泵,其不但擁有容積泵易實現(xiàn)高壓的特點,還具備大排量低脈動的特性。該泵的容積結(jié)構(gòu)結(jié)合了柱塞泵和葉片泵的結(jié)構(gòu),所以它擁有高功率密度的特點,可以輕易實現(xiàn)大排量;其配流方式采用端面配流,減少了配流軸這一環(huán)節(jié),增加了泵的壽命和可靠性。
　　本文以雙作用橢圓軌道滾柱泵為研究對象,針對該泵現(xiàn)有設(shè)計方法和特性研究的不足,對其輸出特性、運動動力特性、流場特性等方面進行分析研究;并且鑒于雙作用橢圓軌道滾柱泵的特殊工作模式,提出了一

2、種改變 U型槽偏角的方式來調(diào)整該泵的脈動規(guī)律;最后設(shè)計出一款專門用于雙作用橢圓軌道滾柱泵特性計算的軟件。
　　該泵輸出特性的研究方法是利用橢圓面積弧長特性公式,探索出該泵的容積公式,繼而可以進一步推導出該泵的流量及脈動;然后以仿真分析的方式為主要研究方法,探索該滾柱泵結(jié)構(gòu)參數(shù)對輸出脈動的影響,并對脈動程度進行分類處理。結(jié)果表明:該泵的輸出流量比相同參數(shù)下的徑向柱塞泵和葉片泵都要大。脈動的程度主要受到滾柱數(shù)目限制,一般變化規(guī)律是隨滾

3、柱數(shù)目的增多而降低,但滾柱數(shù)目為偶數(shù)時的流量脈動基本大于奇數(shù)時的流量脈動。
　　該泵運動動力特性是通過建立該泵的運動學和動力學模型開展的?；跐L柱在泵運轉(zhuǎn)過程中運動狀態(tài)和受力形式,推導出滾柱與定子內(nèi)壁和 U型槽之間的接觸力公式;而后根據(jù)赫茲定理的接觸應力公式和該泵的運動特點,推導滾柱在任意位置的接觸應力大小及分布。
　　利用Fluent軟件對滾柱在U型槽的運動的流場進行分析。在模型簡化的基礎(chǔ)上,仿真分析了U型槽內(nèi)液體受滾柱運

4、動影響的流場特性;再通過對比分析,推測出滾柱與U型槽間隙的大小對該流場特性的影響。
　　基于前面該泵輸出特性的研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)可以通過改變 U型槽偏角的方式來改變該泵的流量及脈動特性。研究結(jié)果表明:該偏角對減小滾柱泵的脈動有一定實際意義,驗證了該方法的可行性。
　　最后結(jié)合雙作用橢圓軌道滾柱泵的輸出特性和運動動力特性的研究成果,通過 Matlab/Gui設(shè)計開發(fā)了針對雙作用橢圓軌道滾柱泵特性計算的軟件。該軟件界面操作簡單,用戶