旋转导向钻井系统微型斜盘式轴向柱塞泵的设计与仿真

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作者 叶哲伟 刘兵 +2 位作者 刘章 周瑜 金存 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期149-156,共8页

为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AME... 为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AMESim搭建微型斜盘式轴向柱塞泵各个零部件模型,完成整泵液压系统模型的建立。结果表明:在额定工况下,柱塞泵的输出流量在0.032~0.035 L/min内脉动,平均出口流量为0.033 L/min,出口压力在9~10 MPa内脉动;随着柱塞斜盘倾斜角的减小,泵的输出流量减小,流量脉动变小,当斜盘倾角增大时,柱塞的位移增大,泵的输出流量也增大。对泵样机进行试验,分析了该泵的输出特性和效率曲线,与仿真分析结果进行对比。结果表明:泵的输出流量随着电机转速的增大而增大,其总效率随着工作压力的增大而增大;仿真效果较好,同时验证了仿真方法和结果的可靠性。微型斜盘式柱塞泵在额定工况下的容积效率可达到84.2%。 展开更多

关键词 旋转导向钻井系统 微型斜盘式轴向柱塞泵 AMESIM仿真 斜盘倾角

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斜盘式轴向柱塞泵配流副油膜特性分析

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作者 岳星岐 王慧 +2 位作者 赵国超 周国强 宋宇宁 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期92-100,共9页

为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性... 为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性、正压力特性和空化特性的影响规律。研究结果表明:柱塞在吸油区与排油区相互转换阶段,随着排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数增大,配流副油膜的局部高压和高温区域面积均增大,油膜正压力增大,油膜空化程度增大,油膜气相体积分数峰值分别由5.61%增至6.32%、2.24%增至3.94%、5.61%增至6.37%,均会加剧斜盘式轴向柱塞泵的振动现象;随着吸油口压力的增大,油膜空化程度降低,油膜气相体积分数峰值由2.99%降低至1.51%,在实际设计柱塞泵时各工况参数的取值存在最优区间。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 配流副 油膜特性 振动 参数分析

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斜盘式轴向柱塞泵空化特性分析 被引量：3

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作者 王慧 岳星岐 +4 位作者 赵国超 张一鸣 王思瀚 林枫 王超 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期26-33,共8页

针对斜盘式轴向柱塞泵的空化现象,建立了斜盘式轴向柱塞泵全流域模型,采用计算流体力学方法研究了全流域空化特性分布,分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对全流域空化特性的影响规律。研究表明:空化主要发生在吸油区... 针对斜盘式轴向柱塞泵的空化现象,建立了斜盘式轴向柱塞泵全流域模型,采用计算流体力学方法研究了全流域空化特性分布,分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对全流域空化特性的影响规律。研究表明:空化主要发生在吸油区的吸油口、配流盘和柱塞腔区域,空化随气相体积分数增大而加重;排油口负载压力由10 MPa增至30 MPa,吸油口、配流盘和柱塞腔气相体积分数峰值分别由6.28%增至6.68%、5.91%增至7.13%、10.03%增至11.23%;缸体转速由2 200 r/min增至3 000 r/min,吸油口、配流盘和柱塞腔气相体积分数峰值分别由6.39%增至6.41%、6.26%增至10.54%、7.13%增至10.16%;斜盘倾角由3.64°增至5.64°,吸油口、配流盘和柱塞腔气相体积分数峰值分别由6.34%增至6.41%、14.7%降低至13.9%、10.16%增至11.66%。斜盘式轴向柱塞泵在实际设计中,排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角的取值在合理范围内越低越好,斜盘倾角取值存在最优区间。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 全流域 空化特性 参数分析 气相体积分数

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微型轴向柱塞泵柱塞腔作用力对斜盘倾覆力矩分析与优化

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作者 赵希 吴怀超 +3 位作者 侯刚 王佩瑾 曹明远 朱彬 《机床与液压》 北大核心 2024年第8期153-158,共6页

为探究微型轴向柱塞泵柱塞腔压力等特性与柱塞腔作用力对斜盘的影响,在分析柱塞运动和斜盘力矩的基础上,建立数学模型,并基于AMESim搭建七柱塞型的微型轴向柱塞泵仿真模型;从柱塞直径、柱塞死区容积、斜盘倾角和柱塞分度圆直径几个方面... 为探究微型轴向柱塞泵柱塞腔压力等特性与柱塞腔作用力对斜盘的影响,在分析柱塞运动和斜盘力矩的基础上,建立数学模型,并基于AMESim搭建七柱塞型的微型轴向柱塞泵仿真模型;从柱塞直径、柱塞死区容积、斜盘倾角和柱塞分度圆直径几个方面仿真分析柱塞腔作用力;对影响柱塞腔作用力的参数进行响应面优化。结果表明:优化后显著降低了柱塞腔作用力与斜盘倾覆力矩,优化后的参数可作为柱塞泵结构优化的依据。 展开更多

关键词 微型轴向柱塞泵 斜盘倾覆力矩 AMESIM仿真 响应面法

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基于ADAMS的斜盘式轴向柱塞泵动态特性分析

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作者 陈法法 吴鸿杨 +1 位作者 万刚 陈保家 《农业装备与车辆工程》 2024年第8期77-81,共5页

斜盘式轴向柱塞泵作为液压启闭机系统的关键动力组件,其运动特性直接关系到液压启闭机系统的整体运行特性。为分析斜盘式轴向柱塞泵的动态特性,基于ADAMS平台,根据斜盘式轴向柱塞泵的运动规律,在ADAMS中添加各类约束,实现对斜盘式轴向... 斜盘式轴向柱塞泵作为液压启闭机系统的关键动力组件,其运动特性直接关系到液压启闭机系统的整体运行特性。为分析斜盘式轴向柱塞泵的动态特性,基于ADAMS平台,根据斜盘式轴向柱塞泵的运动规律,在ADAMS中添加各类约束,实现对斜盘式轴向柱塞泵的运动学和动力学仿真分析,获取斜盘式轴向柱塞泵在不同工况下主要零部件的位移、速度和加速度特性曲线。对比分析仿真结果与理论计算规律,验证了ADAMS仿真模型的正确性,为研究和分析斜盘式轴向柱塞泵动态性能提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 ADAMS MATLAB 动态特性

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斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵的流量特性 被引量：11

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作者 杨逢瑜 胡敏 +1 位作者 胡静 温亚非 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期60-64,共5页

在直柱塞泵流量特性理论研究的基础上,提出并建立斜柱塞泵流量特性的理论体系,通过计算机仿真分析结果表明,虽然同条件下斜柱塞泵流量脉动情况比直柱塞泵略差,但在柱塞倾角小于20°的情况下差别并不大,几乎可以忽略.在同等情况下,... 在直柱塞泵流量特性理论研究的基础上,提出并建立斜柱塞泵流量特性的理论体系,通过计算机仿真分析结果表明,虽然同条件下斜柱塞泵流量脉动情况比直柱塞泵略差,但在柱塞倾角小于20°的情况下差别并不大,几乎可以忽略.在同等情况下,斜柱塞泵由于柱塞倾角的存在,有更大排量和更小的体积,柱塞的离心力更有助于柱塞的回程,也更有利于减小配流盘直径,降低缸体配流面运动的线速度. 展开更多

关键词 斜柱塞 斜盘式轴向柱塞泵 流量特性

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斜盘式轴向柱塞泵摩擦副分析 被引量：28

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作者 张力 项辉宇 +1 位作者 赵罘 袁柳樱 《机床与液压》 北大核心 2007年第6期120-122,共3页

分析了斜盘式轴向柱塞泵马达摩擦润滑的研究现状,根据斜盘式柱塞泵的工作原理,分析了柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副的润滑性能特点、摩擦性能的影响因素等,提出了改善其摩擦润滑状态的方法。

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 摩擦 润滑

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基于AMESim的斜盘式轴向柱塞泵脉动特性分析 被引量：12

8

作者 张燃 刘桓龙 +2 位作者 柯坚 王国志 秦剑 《机床与液压》 北大核心 2012年第15期118-120,132,共4页

在分析斜盘式轴向柱塞泵工作原理的基础上,利用经典理论公式计算其脉动系数;利用仿真软件AMESim建立柱塞泵系统理论模型,通过仿真计算出脉动系数并与理论公式计算结果进行对比,验算AMESim仿真计算方法的正确性;考虑配流等实际条件建立... 在分析斜盘式轴向柱塞泵工作原理的基础上,利用经典理论公式计算其脉动系数;利用仿真软件AMESim建立柱塞泵系统理论模型,通过仿真计算出脉动系数并与理论公式计算结果进行对比,验算AMESim仿真计算方法的正确性;考虑配流等实际条件建立柱塞泵系统的实际模型,通过仿真运算得出具有不同柱塞数的柱塞泵在不同工况下的流量脉动系数和压力脉动系数,为泵的应用提供有益的参考。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 柱塞 脉动特性 仿真

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电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的压力特性仿真 被引量：16

9

作者 王国志 吴文海 +1 位作者 刘桓龙 柯坚 《机床与液压》 北大核心 2007年第2期127-130,共4页

建立了电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的控制模型,以MATLAB/Simulink为工具,对变量柱塞泵的压力控制特性进行了仿真研究,分析了泵的关键参数对其工作特性的影响,为电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的设计、优化提供了简便、实用的计算机辅... 建立了电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的控制模型,以MATLAB/Simulink为工具,对变量柱塞泵的压力控制特性进行了仿真研究,分析了泵的关键参数对其工作特性的影响,为电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的设计、优化提供了简便、实用的计算机辅助设计方法。 展开更多

关键词 电液比例技术 斜盘式轴向变量柱塞泵 压力特性 仿真

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斜盘式轴向柱塞泵的减摩降噪措施 被引量：7

10

作者 张长英 龚晓群 +2 位作者 李萍萍 郭鸣 方晔 《液压与气动》 北大核心 2013年第12期118-120,共3页

分析了某工程机械上斜盘式轴向柱塞泵产生噪音的原因,包括在制造、装配和使用环节中液压油遗存杂质造成的机械性拉伤,传动系统中多对摩擦副造成的异常磨损以及气蚀和配流噪音等。从严格控制多余物及对滑靴、柱塞和配流盘进行结构优化等... 分析了某工程机械上斜盘式轴向柱塞泵产生噪音的原因,包括在制造、装配和使用环节中液压油遗存杂质造成的机械性拉伤,传动系统中多对摩擦副造成的异常磨损以及气蚀和配流噪音等。从严格控制多余物及对滑靴、柱塞和配流盘进行结构优化等方面,提出了若干减摩降噪措施,取得了一定的效果。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 摩擦副 配流噪音 多余物控制 减摩降噪

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斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵锥形缸体设计校核方法及结构优化 被引量：3

11

作者 杨逢瑜 胡敏 +2 位作者 惠伟安 胡静 温亚非 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第4期61-65,共5页

针对斜柱塞泵锥形缸体较直柱塞泵柱形缸体结构及受力更为复杂的特性,考虑到现有的柱形缸体设计与校核方法不能较好适用于锥形缸体的实际情况,在柱形缸体设计校核理论的基础上,推导出适用于斜柱塞泵锥形缸体结构的泵的排量要求、缸体强... 针对斜柱塞泵锥形缸体较直柱塞泵柱形缸体结构及受力更为复杂的特性,考虑到现有的柱形缸体设计与校核方法不能较好适用于锥形缸体的实际情况,在柱形缸体设计校核理论的基础上,推导出适用于斜柱塞泵锥形缸体结构的泵的排量要求、缸体强度及刚度、缸孔与柱塞接触强度、最大相对速度、最大比功率校核公式.以锥形缸体体积最小作为优化目标函数,建立锥形缸体结构的优化模型.在同样的输出压力、输出排量及额定转速下,对锥形缸体进行优化后泵的体积比原来下降大约13%,泵的结构更为紧凑. 展开更多

关键词 斜柱塞 锥形缸体 斜盘式轴向柱塞泵 设计校核方法 优化设计

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斜盘式轴向柱塞泵的单片机流量控制研究 被引量：5

12

作者 王鹏雁 杨逢瑜 +1 位作者 杨军 杨时运 《液压与气动》 北大核心 2012年第1期90-92,共3页

介绍了一种由单片机控制斜盘式轴向柱塞泵的变量机构,以及以步进电机驱动的数字控制轴向柱塞泵,包括数字泵的工作原理,硬件的设计思路和主程序框图。通过控制步进电机的运动来实现对柱塞泵流量的精确控制。

关键词 单片机控制 斜盘式轴向柱塞泵 步进电机

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斜盘式轴向柱塞泵磨损与润滑分析 被引量：7

13

作者 袁柳樱 项辉宇 张力 《北京工商大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第3期24-27,共4页

摩擦与润滑直接影响着斜盘式柱塞泵的使用寿命,为延长其正常运行时间应尽量降低运行中存在的磨损.根据斜盘式柱塞泵的工作原理,其磨损主要存在于柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副中,它们是影响柱塞泵工作性能和寿命的... 摩擦与润滑直接影响着斜盘式柱塞泵的使用寿命,为延长其正常运行时间应尽量降低运行中存在的磨损.根据斜盘式柱塞泵的工作原理,其磨损主要存在于柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副中,它们是影响柱塞泵工作性能和寿命的重要因素.着重分析了摩擦副之间磨损状况的影响因素,提出了几点相应的改进措施. 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 磨损 润滑

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斜盘式轴向柱塞泵变转速特性的对比研究 被引量：5

14

作者 王海吉 祝凯 +3 位作者 施光林 谷田真裕 林光昭 品川干 《液压与气动》 北大核心 2017年第8期100-106,共7页

斜盘式轴向柱塞泵的低速工况性能是影响整个伺服电机驱动泵控系统效率的重要因素。通过数学模型分析选择最优化的仿真模型,研究并得出定量柱塞泵在变转速工况下的流量特性,结合数学模型和仿真模型,确定了定量柱塞泵在变转速工况下的性能... 斜盘式轴向柱塞泵的低速工况性能是影响整个伺服电机驱动泵控系统效率的重要因素。通过数学模型分析选择最优化的仿真模型,研究并得出定量柱塞泵在变转速工况下的流量特性,结合数学模型和仿真模型,确定了定量柱塞泵在变转速工况下的性能,得到了不同转速下斜盘式轴向柱塞泵的压力波动和流量特性,为探索伺服电机驱动的斜盘式轴向柱塞泵控系统的性能提供了依据。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 伺服电机 泵控系统 变转速 压力波动 流量特性

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斜盘式轴向柱塞泵伺服变量特性 被引量：4

15

作者 杜善霄 周俊杰 +2 位作者 荆崇波 张祝 廖文博 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期193-202,共10页

伺服变量是斜盘式轴向柱塞泵常用的变量方式,将直接影响到泵的整体性能。伺服变量技术原理复杂,目前仍是阻碍我国斜盘式轴向柱塞泵发展的关键技术。针对高压轴向柱塞泵研发试验过程中遇到的变量压力冲击较大、无法完全制动等,深入研究... 伺服变量是斜盘式轴向柱塞泵常用的变量方式,将直接影响到泵的整体性能。伺服变量技术原理复杂,目前仍是阻碍我国斜盘式轴向柱塞泵发展的关键技术。针对高压轴向柱塞泵研发试验过程中遇到的变量压力冲击较大、无法完全制动等,深入研究探索不同因素对变量特性的影响。将动态过程分为启动过程、回位过程、制动过程和制动恢复过程,利用系统建模仿真AMEsim软件建立变量机构数值模型,并通过压力曲线试验和仿真结果对比证实模型的有效性。在不同进口阻尼、回油阻尼、回位弹簧刚度条件下,对伺服变量系统进行了数值模拟。研究结果表明:进口和回油阻尼对变量动态过程均产生影响,弹簧刚度主要对制动过程有影响。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 伺服变量 变量特性试验 影响因素

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斜盘式轴向柱塞泵配流副失效原因的研究 被引量：8

16

作者 赵云霞 《液压与气动》 北大核心 2010年第5期64-68,共5页

在工程机械液压传动系统中,经常出现配流副早期磨损失效,导致斜盘式轴向柱塞泵磨损失效。通过对配流副润滑油膜厚度的实验研究和综合分析,得出配流副磨损失效的主要原因是油液中的污染物造成的,并提出改善配流副工作性能、延长泵使用寿... 在工程机械液压传动系统中,经常出现配流副早期磨损失效,导致斜盘式轴向柱塞泵磨损失效。通过对配流副润滑油膜厚度的实验研究和综合分析,得出配流副磨损失效的主要原因是油液中的污染物造成的,并提出改善配流副工作性能、延长泵使用寿命的措施。 展开更多

关键词 配流副 斜盘式轴向柱塞泵 润滑油膜

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基于能量损失的斜盘式柱塞泵最小留缸长度计算方法 被引量：6

17

作者 成焕波 刘志峰 +2 位作者 谢萍 詹一飞 袁合 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期333-339,共7页

基于柱塞副能量损失分析,建立总效率损失的数学模型。基于总效率损失最小原则,提出最小留缸长度的数值计算方法。为保证柱塞相对运动时不会因摩擦自锁而卡死,提出柱塞与缸体滑动副的强度校核方法,以验证计算所得最小留缸长度的合理性。... 基于柱塞副能量损失分析,建立总效率损失的数学模型。基于总效率损失最小原则,提出最小留缸长度的数值计算方法。为保证柱塞相对运动时不会因摩擦自锁而卡死,提出柱塞与缸体滑动副的强度校核方法,以验证计算所得最小留缸长度的合理性。或依据柱塞与缸体滑动副强度校核方法,计算最小留缸长度以及对应的柱塞几何长度,在总效率损失最小的原则下,计算柱塞与缸体滑动副的最佳间隙。实例分析验证了该计算方法的正确性,并为某型工程机械用柱塞泵计算最小留缸长度为35 mm或40 mm,对应最佳间隙δ为0.012 mm或0.012 7 mm,理论计算总效率损失为0.3%。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 最小留缸长度 总效率损失 最佳间隙

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斜盘式柱塞泵柱塞-缸体摩擦副的润滑计算与分析 被引量：6

18

作者 袁柳樱 项辉宇 张力 《现代制造工程》 CSCD 2007年第2期71-73,共3页

通过对柱塞-缸体间的油膜厚度进行理论计算与分析,进一步分析柱塞-缸体间的倾角、供给压力、柱塞自转及偏心距等相关因素对油膜压力分布的影响,并从润滑角度提出改善其润滑状态、减少磨损和延长使用寿命的建议。

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 润滑分析 油膜压力分布

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高转速轴向柱塞泵斜盘力矩分析 被引量：5

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作者 陈永卿 张健全 +2 位作者 冯广 曹伟栋 王建森 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期166-170,共5页

以某型航空高转速轴向柱塞泵为研究对象,在考虑滑靴柱塞组件往复运动惯性效应下,分析转速对斜盘力矩及斜盘合力作用点轨迹的影响规律。结果发现:随转速增大,在绕斜盘变量方向,斜盘交变力矩使斜盘倾角向增大方向偏移,逐渐不再过零,且力... 以某型航空高转速轴向柱塞泵为研究对象,在考虑滑靴柱塞组件往复运动惯性效应下,分析转速对斜盘力矩及斜盘合力作用点轨迹的影响规律。结果发现:随转速增大,在绕斜盘变量方向,斜盘交变力矩使斜盘倾角向增大方向偏移,逐渐不再过零,且力矩峰值呈指数规律增大;转速对绕其他两坐标轴方向斜盘力矩的影响不大;斜盘合力作用点轨迹随转速升高向斜盘平面下死点区域移动,转速增大有助于斜盘向排量增大方向运动且有利于减小斜盘因力矩交变过零引起的振动。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 高转速 斜盘力矩 合力轨迹

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对置端曲面齿轮柱塞泵动态特性仿真研究

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作者 周凯红 佘东 张奕 《机床与液压》 北大核心 2024年第7期129-133,共5页

为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相... 为了研究对置端曲面齿轮柱塞泵参数对泵动态特性的影响,根据端曲面齿轮柱塞泵工作原理,推导柱塞运动方程。利用Adams与AMESim软件建立对置端曲面齿轮柱塞泵联合仿真模型,通过联合仿真得到不同转速与偏心率下的柱塞泵出口流量与压力的相应曲线。结果表明:转速增大,泵出口流量与压力增大,脉动幅值与脉动频率增大;偏心率增加,泵出口流量与压力增大,脉动幅值增大,脉动频率不变。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 端曲面齿轮 联合仿真 流量与压力脉动

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