一種新型雙向可逆式變量泵馬達(dá)的設(shè)計(jì)

1、 一種新型雙向可逆式變量泵/馬達(dá)的設(shè)計(jì)液壓泵/馬達(dá)研究現(xiàn)狀液壓泵/馬達(dá)發(fā)展趨勢(shì)課題簡(jiǎn)介一一二二三三新型泵/馬達(dá)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)度參考文獻(xiàn)四四五五六六目目錄錄 液壓泵的發(fā)展歷史已有近一個(gè)世紀(jì)。但是其型式主要為三種，即齒輪泵、葉片泵、柱塞泵，擺線類液壓泵歸屬齒輪泵類型。 從目前世界而言，三大類型泵呈三足鼎立之勢(shì)，近年來并無明顯的變化。但從技術(shù)發(fā)展及實(shí)際市場(chǎng)占有量的變化趨勢(shì)看，有利于軸向斜盤通軸泵，其綜合優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。一、液壓泵一、液壓泵/馬達(dá)研究現(xiàn)狀馬達(dá)研究現(xiàn)狀齒輪泵葉片泵柱塞泵1、國(guó)外的研究現(xiàn)狀 我國(guó)液壓行業(yè)已形成了門類齊全、有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平、初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。目前全國(guó)約有近

2、300 家企業(yè),在國(guó)家部屬或行業(yè)歸口的研究院所中設(shè)有20 多個(gè)液壓氣動(dòng)研究室,有10 多個(gè)大學(xué)設(shè)有流體傳動(dòng)與控制專業(yè),還有國(guó)家級(jí)液壓元件質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心以及國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?？偟恼f，我國(guó)液壓工業(yè)的發(fā)展與整個(gè)國(guó)家的發(fā)展是一致的，但增長(zhǎng)率更高。2009 年的液壓工業(yè)產(chǎn)值是269.49 億， 比1999 年的22.92 億增長(zhǎng)了十倍；也從1996 年的世界排名第九，成為世界排名第二。2、國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀信息化、智能化控制純水液壓泵高壓化發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)趨勢(shì)二、液壓泵二、液壓泵/馬達(dá)發(fā)展趨勢(shì)馬達(dá)發(fā)展趨勢(shì)高壓化高壓化 高壓化的趨勢(shì)自液壓技術(shù)被應(yīng)用以來,從未間斷過, 并在以后會(huì)保持下去。 液壓泵壓力等級(jí)的提高意味

3、著執(zhí)行機(jī)械體積的減少, 也會(huì)使整個(gè)液壓系統(tǒng)所用介質(zhì)會(huì)明顯減少, 而使主機(jī)成本下降、體積減小, 動(dòng)態(tài)性能改善。然而液壓泵最高工作壓力的增加又以材料的改善及其處理技術(shù)的提高、加工精度及裝配精度的提高與加工手段的先進(jìn)為代價(jià), 又會(huì)使液壓泵的制造成本增加。因此, 液壓泵的最高工作壓力是與機(jī)械加工的整體水平相一致, 最佳的最高工作壓力也是隨機(jī)械工業(yè)的發(fā)展而提高的。信息化、智能化控制 目前電子控制排量泵已投放市場(chǎng), 這樣對(duì)于需要精確、平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)完全可用這種方式來控制泵的流量。由于電子排量控制可接受或計(jì)算機(jī)的控制信號(hào), 同時(shí)泵的內(nèi)部還有傳感器可以將泵斜盤位置反饋到比例閥的放大器圖, 從而提高了控制的

4、精確與平衡性, 并且既節(jié)能義有良好的控制性能。純水液壓泵純水液壓泵是近年來又重新興起的純水液壓系統(tǒng)的首要開發(fā)的元件。以純水為液壓系統(tǒng)的介質(zhì), 其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)易為行家所知。需強(qiáng)調(diào)的是,石油價(jià)格的上升, 純水易獲性及低廉性又重新激發(fā)了人們的興趣, 近10多年來材料與表面處理技術(shù)的發(fā)展, 也為重新發(fā)展這類元件提供了技術(shù)與成本的空間, 盡管這一方面與市場(chǎng)期望仍有相當(dāng)距離。在芬蘭與我國(guó)這一方而的研究已有相當(dāng)進(jìn)展, 但推向市場(chǎng)將其商品化仍是未來年中要努力的。行走機(jī)械是對(duì)應(yīng)用純水液壓技術(shù)最感興趣的領(lǐng)域, 固定機(jī)械也是可以擴(kuò)展的領(lǐng)域。 目前市場(chǎng)上，最多的泵是葉片泵、齒輪泵、柱塞泵。葉片機(jī)具有平穩(wěn)的位移和低噪聲，

5、但它的價(jià)格比較高?；钊谩X輪泵可以提供更高的壓力，但它有脈動(dòng)和而且噪聲大。 本課題所研究的新型雙向可逆式變量泵/馬達(dá)結(jié)合了這些泵的優(yōu)點(diǎn)，且有自己本身的優(yōu)點(diǎn)。三、課題介紹三、課題介紹（1）在寬廣壓力范圍和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有較高的容積效率。（2）所設(shè)計(jì)的新結(jié)構(gòu)保證了其具有穩(wěn)定的排量和無脈動(dòng)的輸出流量，較低的噪聲等級(jí)，并具有良好的抑制水錘的作用；（3）由于該新型液壓泵/馬達(dá)的主要零件轉(zhuǎn)子和滑閥工作時(shí)是受力平衡的，在排油過程中滑閥又是剛性的固定的，以及密封對(duì)磨損和熱變形的自適應(yīng)性，使得使該機(jī)器在使用水作為工作介質(zhì)時(shí)可以長(zhǎng)時(shí)間的保持很好的工作參數(shù)，使其壽命和可靠性提高；（4）可以使用水作為工作介質(zhì)；（5）

6、制造簡(jiǎn)單安裝方便，可以通過調(diào)整位移來改變排量新型變量泵/馬達(dá)優(yōu)點(diǎn)（1）通過對(duì)新型液壓泵/馬達(dá)的工作環(huán)境和擬定的研究目標(biāo)的綜合分析，結(jié)合相關(guān)研究背景，開展新型液壓泵/馬達(dá)的基本設(shè)計(jì)理論的研究，確定主體結(jié)構(gòu)形式。（2）利用流場(chǎng)有限元技術(shù)，對(duì)新型水液壓泵/馬達(dá)關(guān)鍵部件、摩擦副的受力特性進(jìn)行計(jì)算和分析；從結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度上提出適合新型液壓泵/馬達(dá)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法，開展主要受力零部件受力平衡的研究。 （3）液壓泵的原理設(shè)計(jì)；液壓泵部件參數(shù)的確定；繪制液壓泵裝配圖、部件裝配圖、零件圖。研究的基本內(nèi)容解決的主要問題容積效率問題流量輸出和排量問題以水作為工作介質(zhì)的問題噪聲的排放問題制造問題四、新型泵四、新型泵

7、/馬達(dá)的設(shè)計(jì)馬達(dá)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖 該滑閥設(shè)有突起如圖所示，它用于移動(dòng)滑閥。轉(zhuǎn)子被安裝在殼體內(nèi)，并相對(duì)它旋轉(zhuǎn)。 凸輪槽被安裝在殼體上是不可移動(dòng)的。凸輪槽用正弦塑造使得滑閥的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。原理圖原理圖 可逆性可逆性 右圖中可以看成是兩個(gè)泵。兩個(gè)泵的位移相等時(shí)，總排量是一個(gè)零。機(jī)器只是在轉(zhuǎn)移外殼內(nèi)的液體從一個(gè)側(cè)面到另一個(gè)側(cè)面。當(dāng)一個(gè)“子泵的位移”為零，而另一種是在其最大值，泵的整體位移量也達(dá)到其最大。 第1 -2 周 熟悉原始材料，調(diào)查研究與前期準(zhǔn)備； 第3 -4 周 撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告； 第5 -6 周 設(shè)計(jì)、計(jì)算； 第7 -8 周 系統(tǒng)仿真； 第9 -10周 畫系統(tǒng)和部件圖； 第11-14

8、周 畫裝配圖； 第15-16周 編寫計(jì)算說明書； 第17-18周 畢業(yè)論文答辯的準(zhǔn)備，并制作畢業(yè)論文幻燈 片，畢業(yè)答辯五、工作進(jìn)度五、工作進(jìn)度六、參考文獻(xiàn)六、參考文獻(xiàn)1 李壯云.液壓元件與系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20052 俞云飛.液壓泵的發(fā)展展望J.液壓氣動(dòng)與密封,2002(1):23 萬里翔,許明恒.FFC變量泵/馬達(dá)的研究J.機(jī)床與液壓,2002(4):244-2454 徐繩武.液壓泵-電機(jī)組在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展J.液壓去氣動(dòng),1988(3):2-35 王軍.外環(huán)流活塞泵的研究與設(shè)計(jì)J.流體機(jī)械,2001(12):306 楊爾莊.二十一世紀(jì)液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J.液壓與氣動(dòng),2001(

9、3):17 許仰曾.我國(guó)液壓工業(yè)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望的戰(zhàn)略思J.Hydraulics Pneumatics & Seals,2010(8):18 楊爾莊.中國(guó)液壓氣動(dòng)工業(yè)的現(xiàn)狀與展望J.液壓氣動(dòng)與密封,2010(1).9 Alexander A. Stroganov, Yuriy M. Volkov, Alexander N. Zimnikov Lumex Ltd.New Type of Reversible, Invertible, Variable Hydraulic Pump/MotorJ.The Eighth Scandinavian International Conference

10、 on Fluid Power,200310 許立忠,周玉林.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,200911 Stroganov, A., Volkov, Y., Zimnikov, A., and Drouzhinin, A.,“New Type of Reversible, Invertible, Variable Hydraulic Pump/Motor,” Proceedings of the 49th National Conference on Fluid Power, March 19-21, 2002, Las Vegas, Nevada USA, pp 123-128 12

11、Leroy, D., “Differentiel Hydrostatique et Boite de Vitesse Hydrostatique le Comportant”, Patent No.: EP 0 265 333 B1, Oct. 16, 198613 Cooper, P. Pumps-2000 and Beyond, Proceedings of the Seventeenth International Pump Users Symposium, Turbomachinery Laboratory, Texas A&M University, College Station, Texas, 2000.14 Rydberg, K.-E. New Materials and Component Design Key Factors for Water H