偏置式多缸高压泵的动力性能分析.pdfVIP

学兔兔 第6期(总第175期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．6 2012年12月 MECHANICAL ENGINEERING AUT()MATI()N Dec． 文章编号：1672—6413(2012)06—0032—02 偏置式多缸高压泵的动力性能分析 娄晓丹，曲庆文，王成军，王绍清，孙钿科，于红娟 (山东理工大学，山东 淄博 255049) 摘要：根据对偏置式多缸高压泵进行的运动和动力建模分析，推导了多缸的位置分布、速度分布及加速度； 根据设备的运行特性，简化了等效阻力矩计算模型，得到了等效到曲轴上的等效力矩和等效功率，为动力系 统的设计、强度和稳定性分析提供了基础数据。 关键词：偏置大流量高压往复泵；运动分析；等效力矩；等效功率 中图分类号：TH38 文献标识码：A 0 引言 好，但是结构尺寸将增大；工作压力16 MPa，此值是根 目前高压泵以柱塞泵为主，也有采用泵组串联组 据工作要求确定的，是载荷分析的关键，取决于使用工 合，逐级提升压力。常用的往复泵是圆形配置，流量 况；缸径D=80 mm，转速 一300 r／min。单拐机构简 小，对其研究较多。余祖耀[1 等对水液压柱塞泵进 图如图1所示。图中 为曲柄OB与中心线OC的夹 行了深入研究，详细分析了其结构参数、结构形状、材 角，0为连杆与水平线夹角的补角， 为滑块的移动速 料性能，同时论述了其设计方法。罗小辉等[43进行了 度，∞为旋转角速度，S为单拐中心与滑动的距离。 柱塞相位配流海(淡)水泵的动力学仿真研究，以不同 时刻压水腔的压力、外泄漏和柱塞运动位置为变化量， 分析了作用于柱塞和球头连杆上的力的变化；在建立 泵的数学模型基础上，应用动力学分析软件ADAMS 对作用于球头连杆的轴向力以及压水腔水压力进行了 动态仿真。张永弟[5]对往复式高压水泵使用中应注意 图l 单拐机构简图 的几个问题进行了探讨。张生昌等 提出单拐多联往 1．2 位置分析 复泵用往复传动机构，建立了新型多联往复机构传动模 泵的各缸排列位置如图2所示，各缸等间隔排列， 型，在给出的边界条件下，利用CAE软件ANSYS12．0 即相问72。。根据单拐的结构简图可知，在图2的排列 对机构中简支轴的接触应力进行分析、计算和对比，得 中，第一缸处于最远工作行程，然后是回程，各缸的工 到不同部位理论接触应力的大小及变化规律。 作状态依次类推。系统运动方程为： 本文针对油田注水系统的应用，设计了偏置曲轴 Sf—Zl cos(9+72i)+Z2cosO 。……………… (1) 式多缸往复泵，以满足大流量、高压力的要求；并分析 根据运动关系，可得： 了多缸曲轴式往复泵的运动及动力特性，从而为设计 一arcsin[一zlsin(9+72i)／l2