论文部分内容阅读
水液压技术作为一种绿色环保的液压技术,是当今国内外流体传动及控制学科的一个热门且重要的研究方向。海水轴向柱塞马达是海水液压系统中的一个关键执行元件,在深海资源开采、水下救援、市政工程等领域具有广泛的应用前景。配流盘作为海水液压马达的关键零部件,其研制需要在油压设计理论方法的基础上,综合多种学科进行深入的理论和试验研究。因此,对于海水液压马达配流盘的研究具有重要的理论研究及工程应用意义。 本文主要研究内容包括以下几个方面: (1)基于圆盘缝隙流动的Reynolds方程推导了配流盘密封带的压力计算式,根据计算获得了高压区压力场分布结果,同时分析了工况参数以及惯性力对压力分布的影响。在考虑了缸体倾侧和配流盘结构的影响下,建立了楔形水膜与泄漏量之间的对应关系。运用CFD软件数值解析了水膜的压力、速度及温度场分布。 (2)通过SolidWorks和UG对柱塞马达进行三维建模,运用CFD流场仿真技术,对海水柱塞马达内部流场进行仿真分析,得到了海水柱塞马达运转过程中的内部压力云图,进口流量特性曲线和柱塞腔压力曲线等。对配流盘正遮盖角度选取进行仿真分析,通过对仿真结果的分析对比,总结出配流盘在不同正遮盖角度下的配流特性并以此对配流盘结构进行优化。 (3)通过有限元软件对配流盘进行建模仿真,获得了配流盘在一定的工作压力、支撑定位方式下的应力应变分布特点及其演变规律,同时对配流盘的动力学进行了计算。综合两方面因素对配流盘的结构进行了优化。 (4)根据理论研究结果,组合出最优性能的海水轴向柱塞马达样机。搭建海水液压马达综合试验台和测试系统平台,进行各种综合性能的测试试验。同时通过传感器采集的信号结合DASP分析软件模拟了配流盘“正常”和“气蚀”损坏两种典型情况,通过时域波形图和自谱频谱图识别了其故障的主要特征。将实验结果与理论分析结合,提出了一种配流盘“气蚀”故障检测方法。 最后,对本文的研究工作进行了总结,并指出了进一步的研究方向。