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圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動(dòng)力學(xué)研究
圓柱凸輪ATOS柱塞泵是通過具有特殊輪廓曲線的圓柱凸輪機(jī)構(gòu)改變柱塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,使其流量和壓力基本無波動(dòng),流量不均度理論上為零。與傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)往復(fù)泵相比,它零部件數(shù)量少、體積小、重量輕；同時(shí),圓柱凸輪ATOS柱塞泵采用交流機(jī)驅(qū)動(dòng),不需要更換缸套尺寸,直接改變機(jī)轉(zhuǎn)速就可以得到需要的大排量。此外,與傳統(tǒng)往復(fù)泵相比,圓柱凸輪ATOS柱塞泵更易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程、低沖次的目的。

圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動(dòng)力學(xué)研究
為了揭示圓柱凸輪ATOS柱塞泵的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)特性,找出其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及各零部件之間的作用力大小和變化規(guī)律,以機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ),展開了以下幾個(gè)方面的工作：在圓柱凸輪ATOS柱塞泵工作機(jī)理分析的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)研究,得出了該ATOS柱塞泵主要零部件的結(jié)構(gòu)尺寸,并利用pro/E建立了ATOS柱塞泵三維模型,為后續(xù)的動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)；結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究方法,建立了圓柱凸輪ATOS柱塞泵動(dòng)力端的剛性和彈性動(dòng)力學(xué)微分方程,并通過Simulink搭建了其真模型。在此基礎(chǔ)上,考慮到ATOS柱塞泵液力端的影響,提出了基于AMESim和Simulink真平臺(tái)的圓柱凸輪ATOS柱塞泵聯(lián)合真方法,并建立了聯(lián)合真模型；結(jié)合以上真結(jié)果,對(duì)圓柱凸輪ATOS柱塞泵剛性與彈性動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了對(duì)比分析,并討論了圓柱凸輪ATOS柱塞泵泵閥的工作特性對(duì)系統(tǒng)流量及壓力的影響,同時(shí)分析了相位誤差對(duì)該ATOS柱塞泵排量的影響；圓柱凸輪ATOS柱塞泵動(dòng)力端采用凸輪系統(tǒng)傳動(dòng),接觸應(yīng)力大、容易失效,利用赫茲理論計(jì)算了圓柱凸輪副接觸應(yīng)力大小,并對(duì)其進(jìn)行了接觸強(qiáng)度校核,結(jié)果表明該ATOS柱塞泵的圓柱凸輪副滿足接觸強(qiáng)度要求。ATOS柱塞泵是zui常見類型泵中的一種,直線電機(jī)ATOS柱塞泵可以實(shí)現(xiàn)電力到液壓力的直接輸出,不僅可以合理地減少動(dòng)力系統(tǒng)的負(fù)荷,并且可以很大程度上減少了ATOS柱塞泵的體積和繁雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),對(duì)于高效率,低能耗,高環(huán)保的各種機(jī)械設(shè)施有著迫切的應(yīng)用需求。直線電機(jī)在國內(nèi)外很多領(lǐng)域中已經(jīng)得到較為廣泛的研究和應(yīng)用。在動(dòng)力端如果用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)ATOS柱塞泵的活塞桿,泵的結(jié)構(gòu)可進(jìn)行較大的簡(jiǎn)化,同時(shí)結(jié)構(gòu)也會(huì)緊湊,效率將會(huì)提高。主要的研究工作就是研究和分析了直線電機(jī)ATOS柱塞泵的工作原理,將直線電機(jī)與ATOS柱塞泵的活塞桿直接連接并進(jìn)行無波動(dòng)分析,針對(duì)直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況闡述了ATOS柱塞泵無流量波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,提出了采用雙直線電機(jī)雙作用驅(qū)動(dòng)ATOS柱塞泵的理論,在理論上實(shí)現(xiàn)了吸入和排出總流量的恒定和壓力的無波動(dòng)。并進(jìn)行了直線電機(jī)ATOS柱塞泵整體方案的設(shè)計(jì)和對(duì)ATOS柱塞泵控制系統(tǒng)的選用,進(jìn)而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行可行的真模擬。 利用AMESim軟件對(duì)ATOS柱塞泵系統(tǒng)的各部分進(jìn)行了建模真,模擬了ATOS柱塞泵的實(shí)際工作過程,分析了泵在工作過程中流量和壓力的輸出特性。通過真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了直線電機(jī)ATOS柱塞泵實(shí)際運(yùn)用的可行性。

圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動(dòng)力學(xué)研究
研究結(jié)果表明,在考慮零部件彈性變形的情況下,該ATOS柱塞泵各零部件受到的動(dòng)載荷較剛性有所增加,同時(shí)ATOS柱塞泵的流量和排出壓力也在一定程度上受到零部件彈性變形的影響；其次,泵閥的開啟和關(guān)閉壓力滯后對(duì)該ATOS柱塞泵的流量不均度造成了較大的影響；此外,通過相位誤差分析,找出了ATOS柱塞泵的流量不均勻度隨相位誤差角變化的規(guī)律。以上分析結(jié)果對(duì)圓柱凸輪ATOS柱塞泵的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義和工程實(shí)用價(jià)值。