返回首頁
加入收藏
聯(lián)系我們ATOS柱塞泵配流副瞬態(tài)流場數(shù)值模擬
液壓系統(tǒng)振動是影響液壓系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素之一,而液壓泵又是液壓系統(tǒng)振動的主要來源。目前應(yīng)用的軸向ATOS柱塞泵,其泵口產(chǎn)生的流量脈動和壓力脈動是液壓系統(tǒng)管路振動和流體噪聲的主要原因。軸向ATOS柱塞泵內(nèi)部漩渦的不穩(wěn)定存在,導(dǎo)致流場內(nèi)產(chǎn)生不規(guī)則脈動,成為ATOS柱塞泵能量損耗影響因素之一。
ATOS柱塞泵配流副瞬態(tài)流場數(shù)值模擬
因此,軸向ATOS柱塞泵內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)和流動機(jī)理的分析是研究ATOS柱塞泵源的流量脈動成因與噪聲發(fā)生機(jī)理一個有效手段,對ATOS柱塞泵的減振降噪有著重要意義。以軸向ATOS柱塞泵為研究對象,采用數(shù)值模擬與可視化試驗(yàn)相結(jié)合的方法,以下內(nèi)容:分析軸向ATOS柱塞泵結(jié)構(gòu)特征、柱塞運(yùn)動規(guī)律,根據(jù)相似理論中的雷諾準(zhǔn)則對數(shù)值仿真和PIV試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行相似計(jì)算,得出單柱塞-配流盤仿真和試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某叽缗c工況參數(shù)。單柱塞配流過程數(shù)值模擬分析。建立單柱塞-配流盤三維流場機(jī)理模型,利用UDF加載邊界條件,對不同入口流速和柱塞不同移動速度的配流流場進(jìn)行動態(tài)仿真,得到瞬態(tài)流場分布情況,重點(diǎn)分析漩渦結(jié)構(gòu)、尺寸、強(qiáng)度和局部壓力損失等參數(shù)對瞬態(tài)流場的影響規(guī)律。單柱塞配流過程PIV可視化試驗(yàn)測試。主要對一種新型的第三類有桿抽油泵—液壓自封ATOS柱塞泵進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),對制造出的樣機(jī)進(jìn)行了初步的現(xiàn)場應(yīng)用。首先分析了液壓自封ATOS柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理;利用ANSYS有限元應(yīng)用軟件,建立柱塞結(jié)構(gòu)的幾何模型,為后續(xù)柱塞結(jié)構(gòu)有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。其次,通過磨損實(shí)驗(yàn)對密封環(huán)的材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)選,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明石墨添加劑增強(qiáng)尼龍符合ATOS柱塞泵的工作需求;在此基礎(chǔ)上通過磨損實(shí)驗(yàn)得出不同外加載荷同密封環(huán)線磨損速率的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式;推導(dǎo)出泵使用壽命的計(jì)算關(guān)系式。然后以泵間隙為幾何約束條件,泵的壽命為目標(biāo)函數(shù),對ATOS柱塞泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行多元正交數(shù)字試驗(yàn)設(shè)計(jì),通過有限元計(jì)算對ATOS柱塞泵使用壽命的影響因素進(jìn)行綜合分析。數(shù)字試驗(yàn)結(jié)果表明:密封環(huán)壁厚對泵使用壽命的影響zui大,彈性伸縮套厚度次之,而柱塞長度的影響不顯著;在*結(jié)構(gòu)參數(shù)配比下泵的使用壽命提高了50%左右。室內(nèi)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)表明:優(yōu)化后的液壓反饋?zhàn)苑釧TOS柱塞泵克服了以往常規(guī)泵存在的摩阻大,壽命短等不足,實(shí)現(xiàn)了下行“無”摩阻,上行自封“無”漏失,耐磨環(huán)實(shí)現(xiàn)了長壽命的目的,降低了能耗,泵效提高20%左右,符合了國家能源戰(zhàn)略要求。基于單柱塞-配流盤滑塊機(jī)理模型,設(shè)計(jì)并搭建單柱塞-配流盤動態(tài)配流特性PIV測試試驗(yàn)臺。針對不同入口流速和柱塞不同移動速度的工況分別進(jìn)行瞬態(tài)流場試驗(yàn),為數(shù)學(xué)模型和流場仿真結(jié)果提供試驗(yàn)依據(jù)。軸向ATOS柱塞泵整泵流場特性分析。建立整泵三維流場模型,利用動網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)住塞往復(fù)和旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜運(yùn)動。考慮油液可壓縮性分析整泵流場,得到不同負(fù)載壓力和不同泵轉(zhuǎn)速下柱塞倒灌、泵口流量脈動以及壓力脈動規(guī)律。
