恒壓變量泵性能分析課件

1、恒壓變量泵的仿真分析小組成員：閆桂山 宋旭通 孫永海 張 帥指導(dǎo)老師：權(quán)凌霄 目錄 課題研究背景 恒壓變量泵概況 工作原理分析 數(shù)學(xué)建模及設(shè)計(jì)計(jì)算 SolidWorks三維建模 AMESim仿真分析 Matlab仿真分析 課題結(jié)論 心得體會(huì)課題研究背景恒壓變量泵發(fā)展的背景恒壓變量泵發(fā)展的背景 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代初，世界上發(fā)生第一次年代初，世界上發(fā)生第一次石油危機(jī)石油危機(jī)。為了。為了節(jié)省能源節(jié)省能源，恒壓變量，恒壓變量泵應(yīng)運(yùn)而生。泵應(yīng)運(yùn)而生。恒壓變量泵的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀恒壓變量泵的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀7070年代中期，我國(guó)引進(jìn)年代中期，我國(guó)引進(jìn)德國(guó)德國(guó)的的17001700軋機(jī)上已經(jīng)大量應(yīng)用軋機(jī)上

2、已經(jīng)大量應(yīng)用力士樂力士樂公司的公司的A1A1系列系列恒壓變量泵恒壓變量泵。我國(guó)在我國(guó)在19801980年開始研制年開始研制PCYPCY恒壓變量泵，到目前為止，我國(guó)恒壓變量泵，到目前為止，我國(guó)PCYPCY恒壓變量恒壓變量泵泵的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了3 3代的歷史代的歷史。 我國(guó)的恒壓變量泵我國(guó)的恒壓變量泵噪聲低、轉(zhuǎn)速高、自吸能力好、可靠性高、重量輕噪聲低、轉(zhuǎn)速高、自吸能力好、可靠性高、重量輕等等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。恒壓變量泵的國(guó)外研究現(xiàn)狀恒壓變量泵的國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外一些液壓公司也有十分成熟的恒壓變量泵可供選用，例如國(guó)外一些液壓公司也有十分成熟的恒壓變量泵可供選用，例如力士樂、力士樂、威格士、丹尼

3、遜威格士、丹尼遜等。等。主要優(yōu)點(diǎn)為主要優(yōu)點(diǎn)為響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、重復(fù)性好、壽命長(zhǎng)響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、重復(fù)性好、壽命長(zhǎng)。 恒壓變量泵簡(jiǎn)介恒壓變量泵簡(jiǎn)介 恒壓變量泵是通過調(diào)定恒壓變量泵是通過調(diào)定調(diào)壓彈簧調(diào)壓彈簧設(shè)定工作壓力、設(shè)定工作壓力、改變改變斜盤傾角斜盤傾角實(shí)現(xiàn)變量的，變量系統(tǒng)的被控對(duì)象實(shí)現(xiàn)變量的，變量系統(tǒng)的被控對(duì)象是斜盤組件，是斜盤組件，變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)屬于屬于閥控缸閥控缸式液壓動(dòng)式液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)。力機(jī)構(gòu)。 其變量其變量控制方式控制方式是利用泵的出口壓力作為反饋信是利用泵的出口壓力作為反饋信號(hào)，與調(diào)壓彈簧調(diào)定值進(jìn)行比較，然后再通過變號(hào)，與調(diào)壓彈簧調(diào)定值進(jìn)行比較，

4、然后再通過變量機(jī)構(gòu)的位置控制作用來調(diào)節(jié)泵的排量，使泵的量機(jī)構(gòu)的位置控制作用來調(diào)節(jié)泵的排量，使泵的壓力恒定。壓力恒定。 系統(tǒng)壓力由負(fù)載決定，而由恒壓泵加于限定系統(tǒng)壓力由負(fù)載決定，而由恒壓泵加于限定。 恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展第第1代代結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1) 恒壓閥不工作時(shí)，泵的排量最大恒壓閥不工作時(shí)，泵的排量最大2)恒壓閥為一恒壓閥為一獨(dú)立部件獨(dú)立部件3)當(dāng)恒壓閥開啟時(shí)，變量活塞上腔放油，變量活當(dāng)恒壓閥開啟時(shí)，變量活塞上腔放油，變量活塞向上運(yùn)動(dòng)，泵的排量減小，實(shí)現(xiàn)恒壓變量。塞向上運(yùn)動(dòng)，泵的排量減小，實(shí)現(xiàn)恒壓變量。主要缺點(diǎn)如下主要缺點(diǎn)如下:1)恒壓閥裝在下法蘭里面，通用性較差恒壓

5、閥裝在下法蘭里面，通用性較差2)恒壓閥制造工藝較復(fù)雜，制造成本較高，恒壓閥制造工藝較復(fù)雜，制造成本較高，泵價(jià)格較貴。泵價(jià)格較貴。3)由于有常泄口，故能量損失大，特別在保由于有常泄口，故能量損失大，特別在保壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)容易發(fā)熱。壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)容易發(fā)熱。4)恒壓閥閥芯直徑大，當(dāng)泵變量時(shí)，容易引恒壓閥閥芯直徑大，當(dāng)泵變量時(shí)，容易引起恒壓特性不穩(wěn)定，引發(fā)系統(tǒng)振蕩。起恒壓特性不穩(wěn)定，引發(fā)系統(tǒng)振蕩。第一代第一代PCY141B恒壓變量泵恒壓變量泵恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展-第第2代代第二代恒壓變量泵克服了第一代第二代恒壓變量泵克服了第一代恒壓變量泵的缺點(diǎn)恒壓變量泵的缺點(diǎn)存在問題有：存在問

6、題有：1)泵變量機(jī)構(gòu)和恒壓閥內(nèi)一些泵變量機(jī)構(gòu)和恒壓閥內(nèi)一些阻阻尼設(shè)計(jì)存在缺陷尼設(shè)計(jì)存在缺陷，恒壓特性容易，恒壓特性容易產(chǎn)生不穩(wěn)定，特別是泵在小排量產(chǎn)生不穩(wěn)定，特別是泵在小排量保壓時(shí)容易引發(fā)振蕩。保壓時(shí)容易引發(fā)振蕩。2)缺少遠(yuǎn)程調(diào)壓和其他變型的品缺少遠(yuǎn)程調(diào)壓和其他變型的品種。種。恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展恒壓變量泵的改進(jìn)和發(fā)展-第第3代代l主要優(yōu)點(diǎn)是噪聲低，轉(zhuǎn)速高、自吸能力好、可靠性高、重量輕。l第三代恒壓變量泵的變量液壓原理其基本功能類似于溢流閥。恒壓變量泵的測(cè)繪SolidWorks三維建模SolidWorks二維圖紙SolidWorks裝配體爆炸視頻工作原理分析 恒壓變量泵由恒壓閥，變量機(jī)構(gòu)和泵

7、主體三部分組成。數(shù)學(xué)建模靜態(tài)特征方程靜態(tài)特征方程 三通閥的流量方程三通閥的流量方程 控制閥芯力平衡方程控制閥芯力平衡方程 變量活塞力平衡方程變量活塞力平衡方程 變量活塞阻尼間隙流量方程變量活塞阻尼間隙流量方程 數(shù)學(xué)建模動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 液壓缸前腔連續(xù)方程 三通閥流量方程 三通控制閥芯的運(yùn)動(dòng)微分方程 泵的理論流量方程 油泵輸出壓力特性 液壓缸前腔連續(xù)方程 三通閥流量方程 三通控制閥芯的運(yùn)動(dòng)微分方程 斜盤的力矩方程 變量活塞運(yùn)動(dòng)微分方程 柱塞腔壓力 阻尼間隙流量方程設(shè)計(jì)計(jì)算主要零部件設(shè)計(jì)軸向柱塞泵主要性能參數(shù)確定主要零部件設(shè)計(jì) ： 柱塞設(shè)計(jì) 滑靴設(shè)計(jì) 配油盤設(shè)計(jì) 缸體設(shè)計(jì) 柱塞回程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、 設(shè)計(jì)計(jì)算主要零部件受力分析柱塞受力分析滑靴受力分析配油盤受力分析AMESim仿真分析電磁比例溢流閥電流信號(hào) 泵的變量機(jī)構(gòu)位移曲線 泵的流量變化曲線 泵的出口壓力曲線 恒壓變量泵的matlab仿真分析 轉(zhuǎn)速對(duì)系統(tǒng)性能的影響轉(zhuǎn)速對(duì)系統(tǒng)性能的影響(1)泵轉(zhuǎn)速對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響泵轉(zhuǎn)速對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響 泵轉(zhuǎn)速越大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏提高，速度加快，同時(shí)泵轉(zhuǎn)速越大，出現(xiàn)超調(diào)量，甚至系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定，若泵轉(zhuǎn)速太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。(2)泵轉(zhuǎn)速對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響泵轉(zhuǎn)速對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響 在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，泵轉(zhuǎn)速增大，穩(wěn)態(tài)誤差就會(huì)減少，以此來提高控制精度。調(diào)壓彈簧剛度的影響調(diào)壓彈簧剛度的影響 從上圖可以得到不

9、同Ks值下系統(tǒng)壓力的靜、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo)： 在給定條件下，調(diào)壓彈簧剛度越大，上升時(shí)間越長(zhǎng)，超調(diào)越小；相反，調(diào)壓彈簧剛度越小，上升時(shí)間越短，超調(diào)越大。所做工作所做工作了解了各種恒壓變量泵的工作原理和控制策略，并對(duì)了解了各種恒壓變量泵的工作原理和控制策略，并對(duì)25ml/r恒壓變量泵主體結(jié)構(gòu)恒壓變量泵主體結(jié)構(gòu)及及變量機(jī)構(gòu)變量機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。進(jìn)行了進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析。進(jìn)行了AMEsim軟件仿真分析，通過軟件仿真分析，通過solidworks軟件對(duì)恒壓變量泵軟件對(duì)恒壓變量泵進(jìn)行了三維建模以及關(guān)鍵部件的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。進(jìn)行了三維建模以及關(guān)鍵部件的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。另外，小組成員積極拓展思路，對(duì)液壓實(shí)驗(yàn)室另外，小組成員積極拓展思路，對(duì)液壓實(shí)驗(yàn)室PCY14-1B斜斜盤式恒壓變量柱塞泵進(jìn)行了盤式恒壓變量柱塞泵進(jìn)行了測(cè)繪以及三