恒压变量泵性能分析讲解.ppt

恒压变量泵的仿真分析 小组成员：闫桂山 宋旭通 孙永海 张 帅 指导老师：权凌霄 目录 • 课题研究背景 • 恒压变量泵概况 • 工作原理分析 • 数学建模及设计计 算 • SolidWorks三维建模 • AMESim仿真分析 • Matlab仿真分析 • 课题结论 • 心得体会 课题研究背景 恒压变量泵发展的背景 20世纪70年代初，世界上发生第一次石油危机为了节省能源，恒压变 量泵应运而生 恒压变量泵的国内研究现状 •70年代中期，我国引进德国的1700轧机上已经大量应用力士乐公司的 A1系列恒压变量泵 •我国在1980年开始研制PCY恒压变量泵，到目前为止，我国PCY恒压变 量泵的发展已经经过了3代的历史 •我国的恒压变量泵噪声低、转速高、自吸能力好、可靠性高、重量轻 等优点 恒压变量泵的国外研究现状 •国外一些液压公司也有十分成熟的恒压变量泵可供选用，例如力士乐 、威格士、丹尼逊等 •主要优点为响应速度快、结构紧凑、工作可靠、重复性好、寿命长 恒压变量泵简介 • 恒压变量泵是通过调定调压弹簧设定工作压力 、改变斜盘倾角实现变量的，变量系统的被控 对象是斜盘组件，变量调节机构属于阀控缸式 液压动力机构。

• 其变量控制方式是利用泵的出口压力作为反馈 信号，与调压弹簧调定值进行比较，然后再通 过变量机构的位置控制作用来调节泵的排量， 使泵的压力恒定 • 系统压力由负载决定，而由恒压泵加于限定 恒压变量泵的改进和发展—第1代 结构特点 •1) 恒压阀不工作时，泵的排量最大 •2)恒压阀为一独立部件 •3)当恒压阀开启时，变量活塞上腔放油，变量 活塞向上运动，泵的排量减小，实现恒压变量 •主要缺点如下: •1)恒压阀装在下法兰里面，通用性较差 •2)恒压阀制造工艺较复杂，制造成本较高 ，泵价格较贵 •3)由于有常泄口，故能量损失大，特别在 保压系统中，系统容易发热 •4)恒压阀阀芯直径大，当泵变量时，容易 引起恒压特性不稳定，引发系统振荡 第一代PCY14—1B 恒压变量泵 恒压变量泵的改进和发展--第2代 第二代恒压变量泵克服了第一代 恒压变量泵的缺点 存在问题有： 1)泵变量机构和恒压阀内一些阻 尼设计存在缺陷，恒压特性容易 产生不稳定，特别是泵在小排量 保压时容易引发振荡 2)缺少远程调压和其他变型的品 种 恒压变量泵的改进和发展--第3代 l主要优点是噪声低，转速高 、自吸能力好、可靠性高、 重量轻。

l第三代恒压变量泵的变量液 压原理其基本功能类似于溢 流阀 恒压变量泵的测绘 SolidWorks三维建模 SolidWorks二维图纸 SolidWorks装配体爆炸视频 工作原理分析 • 恒压变量泵由恒压阀，变量机构和泵主体 三部分组成 数学建模——静态特征方程 Ø三通阀的流量方程 Ø控制阀芯力平衡方程 Ø变量活塞力平衡方程 Ø变量活塞阻尼间隙流量方程 数学建模——动态数学模型 • 液压缸前腔连续方程 • 三通阀流量方程 • 三通控制阀芯的运动 微分方程 • 泵的理论流量方程 • 油泵输出压力特性 • 液压缸前腔连续方程 • 三通阀流量方程 • 三通控制阀芯的运动微分 方程 • 斜盘的力矩方程 • 变量活塞运动微分方程 • 柱塞腔压力 • 阻尼间隙流量方程 设计计算——主要零部件设计 • 轴向柱塞泵主要性能参数确定 • 主要零部件设计 ： Ø 柱塞设计 Ø 滑靴设计 Ø 配油盘设计 Ø 缸体设计 Ø 柱塞回程机构设计 设计计算——主要零部件受力分析 Ø柱塞受力分析 Ø滑靴受力分析 Ø配油盘受力分析 AMESim仿真分析 电磁比例溢流阀电流信号 泵的变量机构位移曲线 泵的流量变化曲线 泵的出口压力曲线 恒压变量泵的matlab仿真分析 转速对系统性能的影响 (1)泵转速对动态特性的影响 •泵转速越大，使系统的动 作灵敏提高，速度加快， 同时泵转速越大，出现超 调量，甚至系统会趋于不 稳定，若泵转速太小，又 会使系统的动作缓慢。

(2)泵转速对稳态特性的影响 •在系统稳定的情况下，泵 转速增大，稳态误差就会 减少，以此来提高控制精 度 调压弹簧刚度的影响 • 从上图可以得到不同 Ks值下系统压力的静 、动态响应特性指标 ： 在给定条件下， 调压弹簧刚度越大， 上升时间越长，超调 越小；相反，调压弹 簧刚度越小，上升时 间越短，超调越大 所做工作 •了解了各种恒压变量泵的工作原理和控制策略，并对 25ml/r恒压变量泵主体结构及变量机构进行了设计和分析 进行了AMEsim软件仿真分析，通过solidworks软件对 恒压变量泵进行了三维建模以及关键部件的二维图纸设计 •另外，小组成员积极拓展思路，对液压实验室PCY14-1B斜 盘式恒压变量柱塞泵进行了测绘以及三维动画仿真，对恒 压变量泵进行了数学建模和matlab仿真分析，研究了调定 弹簧刚度及泵转速等因素对其性能的影响 心得 • • 闫桂山闫桂山: :充分的锻炼了自充分的锻炼了自 己己独立思考能力独立思考能力和和团队团队 协作能力协作能力 • • 宋旭通宋旭通: :使我懂得了使我懂得了理论理论 与实际相结合与实际相结合是很重要是很重要 的的 • • 张帅张帅: :对柱塞变量泵有了对柱塞变量泵有了 更更深入的认识深入的认识，， 为以后为以后 工作奠定一个工作奠定一个好的基础好的基础 • • 孙永海孙永海: :丰富了我们课外丰富了我们课外 相关相关知识的积累知识的积累，更激，更激 发了我们对所学知识具发了我们对所学知识具 体应用领域体应用领域探索的欲望探索的欲望 鸣谢 THANKS! 感谢 实验室全体老师 师兄师姐 热情指导和谆谆教诲！ 。