CY轴向柱塞泵特性仿真及缸体结构优化
基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析的开题报告
基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析的开题报告一、研究背景和意义随着工业和农业的发展，机械的运动传动系统得到了广泛的应用，特别是涉及到高功率和高效率的液压系统，它们可以更容易地进行远距离传动以及控制。
在液压系统中，轴向柱塞泵起到了非常重要的作用，它可以将机械能转化为流体能，并将流体能传递到所需的位置。
因此，分析轴向柱塞泵的运动及动力特性，对于优化设计和提高系统性能具有非常重要的意义。
目前，国内外学者已经对轴向柱塞泵进行了一定的研究，并提出了许多不同的仿真方法。
但是，这些方法都存在一定的局限性，比如有些方法只考虑了单一的运动及动力参数，而没有将它们整合到系统中进行综合评估；有些方法的仿真精度不高，没有考虑到实际系统中的一些实际因素等。
因此，研究一种基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析方法，以优化液压系统的设计和性能，具有非常重要的研究意义和实际应用价值。
二、研究内容和方法本研究将采用虚拟样机技术来进行轴向柱塞泵运动及动力特性的仿真分析。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 虚拟样机模型的建立：对轴向柱塞泵进行建模，包括机械结构和液压元件的参数选取等。
2. 运动及动力特性的综合仿真：将轴向柱塞泵的运动和动力特性综合考虑，并将它们整合到系统中进行仿真分析，从而得到系统的优化设计方案。
3. 仿真精度的提高：考虑实际系统中的一些实际因素，如摩擦、泄漏等，提高仿真精度，并对仿真结果进行验证。
本研究将采用ANSYS Fluent的模拟软件平台，通过建立轴向柱塞泵的虚拟样机模型和进行综合仿真分析，来实现液压系统的优化设计和性能提升。
同时，采用实验验证的方法，对仿真结果的准确性进行验证。
三、预期研究成果本研究采用ANSYS Fluent的模拟软件平台进行仿真分析，通过建立轴向柱塞泵的虚拟样机模型和进行综合仿真分析，预计可以得到以下研究成果：1. 建立了基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵运动及动力特性仿真分析方法，实现了液压系统的优化设计和性能提升。
柱塞泵泵头体有限元分析及结构优化
Abstract : The fluid end of t he plunger p ump was analyzed wit h t hree2dimensio nal finite element met hod , and t he dist ributio n law of st ress at t he fluid end was o btained. The st ruct ure of fluid end was optimized. It can be used in optimum design of ot her t ypes of shell part . Key words : plunger p ump ;fluid end ; st ress analysis ;finite element met hod
(4) :34323471 [ 2 ] 董家梅 ,王国丽. 高压注水泵泵头体强度及可靠性分析
[J ] . 石油机械 ,1995 ,23 (9) :26233. [ 3 ] 刑 静 忠 , 王 永岗. ANS YS7. 0 分 析 实例 与 工 程 应 用
[ M ] . 北京 :机械工业出版社 ,2004.
计算中各腔的压力都作为内表面垂直压力 ,且 压力 p = 661 45 M Pa 。
1. 2. 2 约束条件
a) 泵头体底部固定在特种车辆上 ,所以模型 底部 x 、y 、z 方向上都没有位移 。
b) 根据对称性条件可知 , y oz 平面上不允许 有 x 方向的位移 。 1. 3 结果分析
第 37 卷 第 10 期 黄天成 ,等 :柱塞泵泵[122] ,因此分析计算时取单 缸作为研究对象 ,根据单缸模型的对称性 ,取单缸的 1/ 2 (如图 2) 作为分析对象 。
多排式轴向柱塞泵的关键技术研究及动态仿真的开题报告
多排式轴向柱塞泵的关键技术研究及动态仿真的开题报告一、研究背景多排式轴向柱塞泵是一种高端泵类产品，它具有大流量、高压力、高速度、高可靠性等特点，广泛应用于工业自动化、轨道交通、航空航天等领域。
本课题旨在研究多排式轴向柱塞泵的关键技术，并进行动态仿真，为该类泵的设计和应用提供技术支持。
二、研究内容1.多排式轴向柱塞泵的工作原理及设计原理的研究多排式轴向柱塞泵是一种由多个轴向排列的柱塞组成的泵，其工作原理和设计原理较为复杂。
本课题将深入研究多排式轴向柱塞泵的工作原理及设计原理，寻找优化方案，提高其性能指标。
2.多排式轴向柱塞泵的关键技术研究多排式轴向柱塞泵的性能指标与其关键技术紧密相关。
本课题将从多个角度进行研究，探究多排式轴向柱塞泵的关键技术，包括柱塞、衬氟、压板等关键零部件的材料选择、加工工艺等。
3.多排式轴向柱塞泵的动态仿真研究动态仿真是设计多排式轴向柱塞泵的重要手段，也是验证优化方案的重要方法。
本课题将通过建立多排式轴向柱塞泵的动态仿真模型，对其进行参数优化和性能测试。
三、研究意义本课题的研究结果对于提高多排式轴向柱塞泵的性能指标、降低其能耗、提高其稳定性和可靠性等方面具有重要意义。
此外，研究成果还能够指导该类泵的设计和生产，提高其市场竞争力。
四、研究方法本课题将采用理论分析、实验研究和数值仿真等方法，重点研究多排式轴向柱塞泵的关键技术、工作原理和设计原理，优化其性能指标，并进行动态仿真以验证优化方案的可行性和有效性。
五、预期成果本课题的预期成果包括多排式轴向柱塞泵的关键技术解析、工作原理和设计原理的深入研究、动态仿真模型的建立及其性能测试。
同时，预期还能够提出多排式轴向柱塞泵的优化方案，提高其性能指标和市场竞争力。
CY14-1B型轴向柱塞泵参数型号说明
名称：YCY14-1B 压力补偿变量描述描述：：CY14-1B 型轴向柱塞泵，是采用配油盘、缸体旋转的轴向柱塞泵。
由于滑靴和变量头之间、配油盘和缸体之间采用了液压力平衡结构，因而与其它类型的泵相比较，它具有结构简单、体积小、效率高、寿命长、重量轻、自吸能力强等优点。
它适用于机床、锻压、冶金、工程、矿山等机械及其液压传动系统中。
型号说明型号说明：：6363 Y C Y 1414 - 1B 1B F 1 2 3 4 5 6 71、 公称排量（ml/r）2、 变量形式：M-定量，S-手动变量，D-电动变量，C-伺服变量，Y-压力补偿变量，MY-定级压力补偿变量，P-恒压变量，LZ-零位对中液动变量3、 公称压力：C 为31.5Mpa，G 为24.5Mpa4、 Y 表示泵，M 表示马达5、 结构形式：缸体旋转轴向柱塞泵（马达）6、 结构设计序号7、 转向（从轴端看）：无标记为正旋转泵，F 为反转泵（逆时针）性能参数性能参数：：*CY *CY（（CM CM））1414--1B 轴向柱塞泵轴向柱塞泵（（马达马达））的系列参数的系列参数 公称流量L/min 最大传动功率KW 型号公称压力Mpa 公称排量ml/r 1000r/min1500r/min1000r/min1500r/min 最大理论扭矩Nm重量Kg 1.25MCY （M）14-1B 31.5 1.25 1.25 1.88 0.7 1.1 6.3 6.92.5MCY（M）14-1B31.5 2.5 2.5 3.75 1.43 2.2 12.6 7.2 10*CY（M）14-1B31.5 10 10 156.29.35616.4-2613*CY（M）31.5 13 13 19.5 8 12 72 16.4-26 14-1B31.5 16 16 24 9.9 14.8 89 16.4-26 16*CY（M）14-1B31.5 25 25 37.5 14.6 22 139 28.4-41 25*CY（M）14-1B32*CY（M）31.5 32 32 48 18.7 28 178 28.4-41 14-1B31.5 40 40 60 23.3 35 223 28.4-41 40*CY（M）14-1B63*CY（M）31.5 63 63 94.5 36.8 55 352 56-74 14-1B31.5 80 80 120 46.7 70 445 56-74 80*CY（M）14-1B100*CY（M）31.5 100 100 150 58 87.5 557 80-110 14-1B31.5 125 125 188 73 109 696 80-110 125*CY（M）14-1B160*CY（M）31.5 160 160 240 93 140 891 138-168 14-1B31.5 250 250 375 146 218 1392 200-232 250CY（M）14-1B注：变量泵的传动功率按实际工况P*Q/60η值计算：推荐管道或管接头通径尺寸推荐管道或管接头通径尺寸：型号 进口（内径） 出口（内径） 泄油口（内径）1.25MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮82.5MCY（M）14-1B ≥∮13 ∮10 ≥∮810*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1013*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1016*CY（M）14-1B ≥∮16 ∮13 ≥∮1025*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1032*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1440*CY（M）14-1B ≥∮28 ∮20 ≥∮1463*CY（M）14-1B ≥∮34 ∮26 ≥∮1580*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮26 ≥∮15100*CY（M）14-1B ≥∮38 ∮34 ≥∮15125*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18160*CY（M）14-1B ≥∮55 ∮42 ≥∮18250CY（M）14-1B ≥∮64 ∮50 ≥∮18使用注意事项使用注意事项：：★泵的转向，一律按顺进针旋向（从轴端看），用户需要反时针旋向或做马达用，必须在订货时说明（祥见型号说明）★泵和电机之间用弹性联轴器联接，并要求同心，否则会产生噪声、效率降低及其它故障。
基于ANSYS-Workbench的BY004-1型轴向柱塞泵缸体的结构优化
结构参数对优化结果影响的一些规律 。优化后的缸体体积减小 了 １ ６ ． １ ６ ％， 且满足原 工况要 求， 有效地优化
了缸 体 结构 ， 节 约 了成本 。
关键 词 ： 缸体 ； 结 构优化 ； Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ — Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ； 响应 曲 面
中图分类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ ． ５ 文献标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ３ ３ ０ － ４
Ｊ Ｉ Ａ Ｏ Ｍｉ ｎ ｇ ． ｈ ｕ ａ ， Ｑ Ｉ Ｕ Ｔ ｉ ｎ ｇ ， Ｙ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ． ｗ ｅ ｉ ＇
（ １ ． 合肥 工业 大学 摩擦学研究所 ， 安徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ０ ９ ； ２ ． 安徽省 粉末 冶金技术工程 中心 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ０ ９ ）
鉴 于经 验 设 计 出 的 产 品 尺 寸 参 数 和 结 构 相 对 保 守， 性 能难 以达 到最 佳 ， 本 研 究 采 用 了 数 值 模 拟 的 方 法， 基 于刚 度 和强度 条件 下 的优化设 计 。应 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ． Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ有 限元 分析 软件 ， 通 过对 柱 塞 孔 壁厚 、 柱 塞 孔 圆心分度 圆半径 与体积 、 应力 、 应 变等关 系进行探 讨 ，
通过 响应 曲面 的形 式 来 观察 设计 变量 的 变化 对 性
◆
图边界 条件施 加
本 节 主要对 缸体 在 工 作 过 程 中缸孔 受 压 、 缸 体 端
面受压力场作用和缸体位移约束进行分析。
１ ）缸体 端 面压力 场 的施加
按对数衰减规律 ， 假定泄漏槽 的压力为 ０ Ｍ Ｐ ａ ， 缸 体端 面不 同区域 的压力 为 ］ ：
基于CFD的轴向柱塞泵流动特性的仿真研究
基于CFD的轴向柱塞泵流动特性的仿真研究魏秀业;逯子荣;王海燕【摘要】通过CFD仿真对柱塞泵柱塞腔和配流盘的流动特性进行了研究,建立了SCY-14型柱塞泵流体的几何模型和物理模型,在对配流过程非定常流场各个位置流态进行流态判断后,采用层流加局部湍流的数学模型模拟流场的实际状态.根据轴向柱塞泵工作时的两个主运动,采用滑移网格模型模拟柱塞与缸体相对配流盘的旋转运动及采用动网格模型模拟柱塞沿缸体轴线相对缸体的往复运动.通过设定边界条件和工作条件,对处于不同旋转角度柱塞泵的流态特性进行CFD仿真.仿真结果表明:柱塞泵在吸排油过程中,即低压向高压转换和高压向低压转换的过程中,柱塞腔内部有比较明显的压力冲击现象.柱塞腔的压力冲击主要是由柱塞泵配流过程中的流量倒灌和阻尼槽的节流作用共同影响形成,压力脉动周期由泵的转速和柱塞数决定.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】5页(P63-67)【关键词】轴向柱塞泵;压力脉动;流动特性;CFD【作者】魏秀业;逯子荣;王海燕【作者单位】中北大学机械工程与自动化学院,山西太原030051;中北大学机械工程与自动化学院,山西太原030051;中北大学机械工程与自动化学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TH137.5引言轴向柱塞泵具有压力高、容积效率高、流量大等优点，因而在机床、液压机、工程机械、矿山机械等大功率液压系统中得到广泛应用。
噪声是限制轴向柱塞泵应用范围的重要因素。
柱塞泵噪声可分为流体噪声和机械噪声，其中流体噪声主要是由柱塞泵出口流量脉动引起，通过管道、阀以及油箱等元件传递波动产生气动噪声［1］。
由压力脉动或偏载引起的斜盘、配流盘、主轴等轴向柱塞泵关键部件的力和力矩振动是主要的机械噪声声源，通过相关部件作用于壳体和端盖，进而引起振动，产生柱塞泵机械噪声。
研究轴向柱塞泵配流过程中柱塞腔内瞬时压力和配流过程中泵出口的流量脉动，寻求降低配流噪声、压力冲击的方法，以期提高柱塞泵性能，这一直是国内外学者致力于探索的课题［2］。
基于EASY5的轴向柱塞泵建模与流量特性仿真研究
基于EASY5的轴向柱塞泵建模与流量特性仿真研究马万鹏;马吉胜;曹立军;寇勃晨【摘要】以CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,分析柱塞泵结构原理与柱塞运动规律,建立柱塞泵流量数学模型.利用MSC.EASY5软件搭建柱塞泵液压虚拟样机模型,进行流量仿真计算,与液压试验台测试结果对比,验证模型的准确性.在此基础上,仿真计算不同斜盘倾角、不同内泄量情况下柱塞泵流量特性曲线,仿真模拟结果与理论分析及实际情况基本一致.结果表明:应用EASY5软件可以准确有效的实现柱塞泵建模和仿真,为进一步研究柱塞泵故障诊断提供参考,对复杂液压元件虚拟样机建模具有借鉴意义.%The CY14-1B swash plate type axial piston pump is taken as the research object.The principle of the piston pump structure and the movement law of the piston are analyzed.Mathematical models of the piston pump flow are established.The piston hydraulic pump prototype model is built by the software MSC.EASY5.Then its flow character result is obtained and compared with the hydraulic test bench test results to verify the accuracy.On this basis,the flow characteristic curve of the piston pump is obtained with different inclination angles of the swash plate and internal leakage,and it's basically the same as the simulation result,the theoretical analysis and the fact.Simulation results show that the software EASY5 can accurately and effectively realize simulation of the piston pump.This study can provide a reference for a further research of the fault diagnosis on the piston pump and virtual prototype modeling for complex hydraulic components.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】6页(P102-107)【关键词】柱塞泵;液压建模;液压仿真;流量特性【作者】马万鹏;马吉胜;曹立军;寇勃晨【作者单位】军械工程学院,河北石家庄050000;军械工程学院,河北石家庄050000;军械工程学院,河北石家庄050000;军械工程学院,河北石家庄050000【正文语种】中文【中图分类】TH137;TP391.9Abstract: The CY14-1B swash plate type axial piston pump is taken as the research object. The principle of the piston pump structure and the movement law of the piston are analyzed. Mathematical models of the piston pump flow are established. The piston hydraulic pump prototype model is built by the software MSC. EASY5. Then its flow character result is obtained and compared with the hydraulic test bench test results to verify the accuracy. On this basis, the flow characteristic curve of the piston pump is obtained with different inclination angles of the swash plate and internal leakage, and it’s basically the same as the simulation result, the theoretical analysis and the fact. Simulation results show that the software EASY5 can accurately and effectively realize simulation of the piston pump. This study can provide a reference for a further research of the faultdiagnosis on the piston pump and virtual prototype modeling for complex hydraulic components.Key words: piston pump, hydraulic modeling, hydraulic simulation, flow characteristics斜盘式轴向柱塞泵常作为液压系统的动力元件，能够向液压回路输出较高压力，同时具有质量轻、体积小、结构紧凑工效高、可实现变排量输出等优点，在工程机械、航空航天、军事工业领域都有广泛的应用。
基于壳体结构优化的轴向柱塞泵减振降噪技术研究的开题报告
基于壳体结构优化的轴向柱塞泵减振降噪技术研究的开题报告1.研究背景轴向柱塞泵广泛应用于各种机械设备中，如工程机械、农业机械、液压机械等。
由于泵体内部柱塞与齿轮等部件摩擦振动及液体冲击等原因，轴向柱塞泵产生较大的振动和噪声，严重影响了机器设备的运行效率和用户的使用体验。
因此，研究轴向柱塞泵减振降噪技术对于提高其应用性能与使用寿命具有重要意义。
2.研究目的和内容本研究的主要目的在于基于壳体结构优化设计轴向柱塞泵，减少柱塞与齿轮摩擦振动与液体冲击产生的振动和噪声，提高轴向柱塞泵的使用寿命和运行效率。
具体研究内容包括：(1)分析轴向柱塞泵内部振动的产生机理及相关因素对振动和噪声的影响；(2)建立轴向柱塞泵数学模型，研究泵体在运转状态下的动态特性；(3)通过壳体结构优化设计，减少柱塞与齿轮等部件之间的摩擦振动，降低液流振动和噪声；(4)通过仿真和试验验证壳体结构优化设计的有效性和可行性。
3.研究方法和技术路线(1)基于文献和现有轴向柱塞泵实验结果，分析轴向柱塞泵内部振动机理和振动噪声产生的相关因素；(2)建立轴向柱塞泵的动力学模型，研究泵体在运转状态下的动态特性；(3)对壳体结构进行优化设计，采用有限元分析法进行仿真验证，并进行优化设计方案的比较和选择；(4)采用试验方法验证壳体结构优化设计的有效性和可行性。
4.预期成果本研究采用壳体结构优化设计方法，通过减少轴向柱塞泵内部部件之间的振动和噪声，提高了轴向柱塞泵的运行效率和使用寿命。
预期实现的主要成果包括：(1)建立轴向柱塞泵的动力学模型，掌握柱塞振动和液体冲击对泵体振动和噪声的影响规律；(2)设计实现壳体结构优化方案，通过有限元分析法验证壳体结构的减振降噪效果，并评估不同方案的优缺点；(3)进行试验验证，验证壳体结构优化方案的有效性和可行性。
5.研究意义本研究的主要意义在于：(1) 基于壳体结构优化设计轴向柱塞泵，从而降低其产生的振动和噪声，提高泵体的使用寿命和运行效率；(2) 掌握泵体内部振动机理和齿轮与柱塞之间的相互作用关系，对设计更加精细、性能更优的轴向柱塞泵提供理论依据；(3) 为液压系统减振降噪设计提供了一定的参考和指导，对于提高工程机械、农业机械领域的液压系统的使用寿命、运行效率和安全性具有一定的推动意义。
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CY轴向柱塞泵特性仿真及缸体结构优化
一、引言
随着机械行业的不断发展，液压冲压成型技术越来越受到重视。
作为冲压成型中关键设备之一的液压机，液压泵作为其核心元件，不断升级和优化，成为提高液压机性能的关键所在。
在液压泵中，CY轴向柱塞泵因其高压大流量、高效节能的特点，在近30年来不断得到发展和改进。
本文将从CY轴向柱塞泵的工作原理、性能特点及其缸体结构优化入手，进行深入研究，探讨CY轴向柱塞泵的发展趋势。
二、CY轴向柱塞泵的工作原理
CY轴向柱塞泵主要由泵体、活塞、导向盘、驱动轴和出口阀等部分组成。
其工作原理是：泵体中轴向排列对称的若干个泵腔通过压力平衡隔板相分割。
在导向盘支持下，由曲轴驱动转子使柱塞沿气缸内壁的梳形固定轴向配合面上运动，并在压力作用下以柱塞脚同时挤压工作油封闭于泵腔内部进行工作;在泵腔容积自然减小导致内腔压力升高时，由吸油口处进油使活塞部件后退，形成油液进入;加压部位为使活塞前移部位，使泵腔压缩，将油液推至出口；同时，出口阀的阀芯被压，阀门打开，油液从此排出。
三、CY轴向柱塞泵的性能特点
CY轴向柱塞泵在液压机中应用广泛，其性能特点主要有以下几点：
1.高压大流量：CY轴向柱塞泵具有高压大流量的特点，大大提高了液压机和液压系统的效率，同时也为单缸运行提供了更稳定的液压功率输出。
2.高效节能：CY轴向柱塞泵采用多个泵腔排列组合而成，能够充分利用机械能，通过机械传动直接将输入输出，从而减少了液力传递的损失，提高了机械能的利用率。
3.结构紧凑：CY轴向柱塞泵的结构紧凑，整机体积小，不仅方便安装，而且可靠性高，使用寿命长，同时也方便后期维修。
4.噪音低：CY轴向柱塞泵采用流量控制技术，有效控制了油液的流动速度，使得整个液压系统的工作更加平稳、噪音更小。
四、CY轴向柱塞泵的缸体结构优化
CY轴向柱塞泵缸体结构是影响泵的整体性能的重要因素之一。
缸体结构的合理优化可以提高泵的效率和寿命，降低运行噪声。
优化方案：
1. 采用高精度数控加工设备进行缸体加工处理，确保缸体表面的平整度和垂直度。
2. 缸体内部采用现代超声波检测技术，对缸体的内部裂缝等缺陷进行检测。
3. 采用高强度铝合金材料替代传统的铸铁材料，提高缸体的耐腐蚀性和抗疲劳性能。
4. 采用抗磨涂层技术对缸体内部进行涂层处理，提高缸体的耐磨性。
5. 缸体内部采用现代数值仿真技术，优化缸体内部的流道设计，放大流通面积，降低流阻损失，提高液压泵的效率。
五、结论
本文围绕CY轴向柱塞泵的工作原理、性能特点及其缸体结构优化入手，对CY轴向柱塞泵的发展趋势进行了深入了解。
从分析可以看出，CY轴向柱塞泵在未来的发展中，将不断注入新的科技元素，结构优化将成为未来液压泵的一个重要发展方向，以便更好地适应市场需求，满足不同用户的需求。
我们相信，通过对液压泵不懈地研究，必将为我国的机械行业不断注入强大的发展动力。