恒壓變量泵性能分析.ppt

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)計計算 SolidWorks三維建模AMESim仿真分析Matlab仿真分析課題結(jié)論心得體會 課題研究背景 恒壓變量泵發(fā)展的背景20世紀(jì)70年代初 世界上發(fā)生第一次石油危機 為了節(jié)省能源 恒壓變量泵應(yīng)運而生 恒壓變量泵的國內(nèi)研究現(xiàn)狀70年代中期 我國引進德國的1700軋機上已經(jīng)大量應(yīng)用力士樂公司的A1系列恒壓變量泵 我國在1980年開始研制PCY恒壓變量泵 到目前為止 我國PCY恒壓變量泵的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了3代的歷史 我國的恒壓變量泵噪聲低 轉(zhuǎn)速高 自吸能力好 可靠性高 重量輕等優(yōu)點 恒壓變量泵的國外研究現(xiàn)狀國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 威格士 丹尼遜等 主要優(yōu)點為響應(yīng)速度快 結(jié)構(gòu)緊湊 工作可靠 重復(fù)性好 壽命長 恒壓變量泵簡介 恒壓變量泵是通過調(diào)定調(diào)壓彈簧設(shè)定工作壓力 改變斜盤傾角實現(xiàn)變量的 變量系統(tǒng)的被控對象是斜盤組件 變量調(diào)節(jié)機構(gòu)屬于閥控缸式液壓動力機構(gòu) 其變量控制方式是利用泵的出口壓力作為反饋信號 與調(diào)壓彈簧調(diào)定值進行比較 然后再通過變量機構(gòu)的位置控制作用來調(diào)節(jié)泵的排量 使泵的壓力恒定 系統(tǒng)壓力由負(fù)載決定 而由恒壓泵加于限定 恒壓變量泵的改進和發(fā)展 第1代 結(jié)構(gòu)特點1 恒壓閥不工作時 泵的排量最大2 恒壓閥為一獨立部件3 當(dāng)恒壓閥開啟時 變量活塞上腔放油 變量活塞向上運動 泵的排量減小 實現(xiàn)恒壓變量 主要缺點如下 1 恒壓閥裝在下法蘭里面 通用性較差2 恒壓閥制造工藝較復(fù)雜 制造成本較高 泵價格較貴 3 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 4 恒壓閥閥芯直徑大 當(dāng)泵變量時 容易引起恒壓特性不穩(wěn)定 引發(fā)系統(tǒng)振蕩 第一代PCY14 1B恒壓變量泵 恒壓變量泵的改進和發(fā)展 第2代 第二代恒壓變量泵克服了第一代恒壓變量泵的缺點存在問題有 1 泵變量機構(gòu)和恒壓閥內(nèi)一些阻尼設(shè)計存在缺陷 恒壓特性容易產(chǎn)生不穩(wěn)定 特別是泵在小排量保壓時容易引發(fā)振蕩 2 缺少遠(yuǎn)程調(diào)壓和其他變型的品種 恒壓變量泵的改進和發(fā)展 第3代 主要優(yōu)點是噪聲低 轉(zhuǎn)速高 自吸能力好 可靠性高 重量輕 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 變量機構(gòu)和泵主體三部分組成 數(shù)學(xué)建模 靜態(tài)特征方程 三通閥的流量方程控制閥芯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 數(shù)學(xué)建模 動態(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動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動微分方程斜盤的力矩方程變量活塞運動微分方程柱塞腔壓力阻尼間隙流量方程 設(shè)計計算 主要零部件設(shè)計 軸向柱塞泵主要性能參數(shù)確定主要零部件設(shè)計 柱塞設(shè)計滑靴設(shè)計配油盤設(shè)計缸體設(shè)計柱塞回程機構(gòu)設(shè)計 設(shè)計計算 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 泵的變量機構(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)速對系統(tǒng)性能的影響 1 泵轉(zhuǎn)速對動態(tài)特性的影響泵轉(zhuǎn)速越大 使系統(tǒng)的動作靈敏提高 速度加快 同時泵轉(zhuǎn)速越大 出現(xiàn)超調(diào)量 甚至系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定 若泵轉(zhuǎn)速太小 又會使系統(tǒng)的動作緩慢 2 泵轉(zhuǎn)速對穩(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)誤差就會減少 以此來提高控制精度 調(diào)壓彈簧剛度的影響 從上圖可以得到不同Ks值下系統(tǒng)壓力的靜 動態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo) 在給定條件下 調(diào)壓彈簧剛度越大 上升時間越長 超調(diào)越小 相反 調(diào)壓彈簧剛度越小 上升時間越短 超調(diào)越大 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25ml r恒壓變量泵主體結(jié)構(gòu)及變量機構(gòu)進行了設(shè)計和分析 進行了AMEsim軟件仿真分析 通過solidworks軟件對恒壓變量泵進行了三維建模以及關(guān)鍵部件的二維圖紙設(shè)計 另外 小組成員積極拓展思路 對液壓實驗室PCY14 1B斜盤式恒壓變量柱塞泵進行了測繪以及三維動畫仿真 對恒壓變量泵進行了數(shù)學(xué)建模和matlab仿真分析 研究了調(diào)定彈簧剛度及泵轉(zhuǎn)速等因素對其性能的影響 心得 閆桂山 充分的鍛煉了自己獨立思考能力和團隊協(xié)作能力宋旭通 使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的 張帥 對柱塞