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圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動力學研究
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構(gòu)改變柱塞的運動規(guī)律,使其流量和壓力基本無波動,流量不均度理論上為零。與傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu)往復泵相比,它零部件數(shù)量少、體積小、重量輕；同時,圓柱凸輪ATOS柱塞泵采用交流機驅(qū)動,不需要更換缸套尺寸,直接改變機轉(zhuǎn)速就可以得到需要的大排量。此外,與傳統(tǒng)往復泵相比,圓柱凸輪ATOS柱塞泵更易實現(xiàn)長沖程、低沖次的目的。

圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動力學研究
為了揭示圓柱凸輪ATOS柱塞泵的運動和動力學特性,找出其運動狀態(tài)以及各零部件之間的作用力大小和變化規(guī)律,以機械系統(tǒng)動力學為基礎(chǔ),展開了以下幾個方面的工作：在圓柱凸輪ATOS柱塞泵工作機理分析的基礎(chǔ)上,對其進行了結(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)的動力學研究奠定了基礎(chǔ)；結(jié)合系統(tǒng)動力學研究方法,建立了圓柱凸輪ATOS柱塞泵動力端的剛性和彈性動力學微分方程,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,對圓柱凸輪ATOS柱塞泵剛性與彈性動力學特性進行了對比分析,并討論了圓柱凸輪ATOS柱塞泵泵閥的工作特性對系統(tǒng)流量及壓力的影響,同時分析了相位誤差對該ATOS柱塞泵排量的影響；圓柱凸輪ATOS柱塞泵動力端采用凸輪系統(tǒng)傳動,接觸應力大、容易失效,利用赫茲理論計算了圓柱凸輪副接觸應力大小,并對其進行了接觸強度校核,結(jié)果表明該ATOS柱塞泵的圓柱凸輪副滿足接觸強度要求。ATOS柱塞泵是zui常見類型泵中的一種,直線電機ATOS柱塞泵可以實現(xiàn)電力到液壓力的直接輸出,不僅可以合理地減少動力系統(tǒng)的負荷,并且可以很大程度上減少了ATOS柱塞泵的體積和繁雜的機械傳動機構(gòu),對于高效率,低能耗,高環(huán)保的各種機械設(shè)施有著迫切的應用需求。直線電機在國內(nèi)外很多領(lǐng)域中已經(jīng)得到較為廣泛的研究和應用。在動力端如果用直線電機直接驅(qū)動ATOS柱塞泵的活塞桿,泵的結(jié)構(gòu)可進行較大的簡化,同時結(jié)構(gòu)也會緊湊,效率將會提高。主要的研究工作就是研究和分析了直線電機ATOS柱塞泵的工作原理,將直線電機與ATOS柱塞泵的活塞桿直接連接并進行無波動分析,針對直線電機的運動情況闡述了ATOS柱塞泵無流量波動的運動特性,提出了采用雙直線電機雙作用驅(qū)動ATOS柱塞泵的理論,在理論上實現(xiàn)了吸入和排出總流量的恒定和壓力的無波動。并進行了直線電機ATOS柱塞泵整體方案的設(shè)計和對ATOS柱塞泵控制系統(tǒng)的選用,進而利用計算機進行可行的真模擬。 利用AMESim軟件對ATOS柱塞泵系統(tǒng)的各部分進行了建模真,模擬了ATOS柱塞泵的實際工作過程,分析了泵在工作過程中流量和壓力的輸出特性。通過真實驗驗證了直線電機ATOS柱塞泵實際運用的可行性。

圓柱凸輪阿托斯ATOS柱塞泵動力學研究
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載荷較剛性有所增加,同時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)果對圓柱凸輪ATOS柱塞泵的設(shè)計、制造和維護具有重要的指導意義和工程實用價值。