圆周平动滑块驱动的阀配流柱塞泵液力端设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
  1. 1.1课题的研究背景与意义

随着工业现代化的发展越来越快,对液压系统的经济性和实用性要求也越来越高,柱塞泵是一种重要的液压装置,依靠偏心装置带动柱塞在缸体中作直线往复运动,使得密封柱塞腔的容积发生变化,从而间隔性地开启吸油阀和排油阀,实现吸油和压油作业[1]。径向柱塞泵与叶片泵和齿轮泵相比,以其容积效率高,抗冲击性能好、工作压力高以及使用寿命长等特点被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合,诸如液压机、工程机械和船舶领域中。但是目前径向柱塞泵径向尺寸大,结构复杂,且配流轴受径向不平衡的液压力的作用,易于磨损;压力越大,磨损就越严重,从而限制了转速和压力的提高,也限制了排油量[2]

1.2课题的研究目的

液力系统是柱塞泵的核心,它的好坏直接影响到泵的工作效率。本课题目的是设计设计一个径向阀配流柱塞泵的液力端从而提高柱塞泵的使用寿命以及使其结构简单便于检修,提高其在工作中的效率。

1.3径向柱塞泵以及阀配流国内外发展现状

在21世纪初我国自主开发研制成功具有国际领先水平的新型高压低噪机电控制式径向柱塞泵在通过了国家权威部门的测试和鉴定后,已广泛应用到冶金,重机及矿山等行业,取得了良好的业绩和良好的信誉[3]。新型柱塞泵是近二三十年才发展起来的一种新型泵。这种新型高压径向柱塞泵以其结构简单,工艺性好,压力高,抗冲击能力强,使用寿命长,有多种变量和控制方式,能满足机电液一体化工业生产要求等特点,在国际液压行业中独占鳌头。这种泵在使用过程中的优良特性是其他各种类型泵无法比拟的。在发达的工业化国家,径向柱塞泵的使用已经十分广泛,是替代高压轴向柱塞泵的更新换代产品。

我国新型高压径向柱塞泵的开发研制从二十几年前才开始,因为这种泵设计独特,技术复杂,对材料要求高,进口价格比较昂贵,在我国应用还不太广泛。之前,我国所应用的高压泵基本上以轴向柱塞泵为主。而且几个主要生产轴向柱塞泵的厂家是从德国力士乐公司引进的生产技术。

德国博世(BOSCH)公司用了20年时间所开发研制的新型高压柱塞泵是国际上公认的最先进的名牌产品,该公司的产品被很多国家所采用,我国也有相当大数量的进口。该公司在上世纪末在国际上实行技术垄断,对生产技术不协作,不转让。

我国从80年代末期开始开发研制新型高压径向柱塞泵,这个项目被国家列为“八五”重点科技攻关项目,并受到原国家机械工业部和甘肃省科委的大力支持与帮助。以甘肃工业大学卢教授和当时任太原重机学院院长王明智教授为首的课题组在深入研究了国际著名公司生产的名牌径向柱塞泵产品后,发现该公司产品虽然先进,但也存在着一些问题和缺陷,该泵是采用欠平衡理论设计的,其配流轴的高压载荷部分由油膜承受,一部分通过金属接触来传递,存在以下三个技术难题:一是配流轴与转子摩擦副静压平衡困难;三是滑靴在外导圈(定子内表面)上滑动速度过高。因为存在着以上几种缺陷,在排量较大时无法解决静压平衡和配流轴面小和径向尺寸大的问题从而导致在运动过程中产生抱轴、发热及运动噪声较大,也在很大程度上影响泵本身的使用寿命。

针对国际知名品牌的三大难题,卢教授和王明智教授以全新的理论设计出了“过平衡压力补偿方式径向柱塞泵”、和“双排柱塞径向柱塞泵”及“双转子多排柱塞径向柱塞泵”。这种全新的理论设计成功地解决了国际上名品牌产品中存在的静压不平衡及配流轴截面小而径向尺寸大的问题。

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