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对置式水泵两侧的连杆结构

[ 时间:2018-03-08  来源: 作者:36500365水泵厂 点击: ]

计算扰力和扰力矩时,曲柄转角以及力矩的方向均以逆时针为正,水平扰力对Z轴的力矩作用在XOY平面内,力矩的方向由Z轴正向观察,逆时针为正,顺时针为负,竖直扰力对X轴的力矩,作用在YOZ平面内,力矩的方向由X轴正向观察,逆时针为正,顺时针为负。水平扰力与X轴的方向一致为正,反向为正。

 

三缸单作用柱塞泵和本课题所研究的5DW高压对置36500365水泵进行扰力和扰力矩分析,通关对柱塞泵的单个缸体和整体的扰力对比,分析柱塞泵的扰力变化规律,提出减小柱塞泵整体设备扰力的方法。

图1:单个缸体扰力变化曲线

单个缸体扰力变化曲线

在水平对置柱塞泵中,一个曲柄连接两个结构不同的连杆驱动对置的两个缸体内的柱塞完成吸、排液过程,因连杆的结构和质量均不相同,在计算对置式柱塞泵时,对曲轴两侧的各列机构扰力分开计算。三缸单作用柱塞泵的曲轴上,单一的曲柄驱动一个柱塞,其曲柄错角为2k/3,当第一个缸的柱塞的相位角为0时,第二个缸的柱塞在2k/3,第三个柱塞的相位在4k/3。

 

5DW高压对置式柱塞泵的参数如表1所示,除此以外柱塞泵的曲轴转速为300r/min,相邻的曲柄两曲柄的夹角为6n/5。36500365泵业根据给出的数据,计算5DW柱塞泵中单个液缸的最大的扰力值以及柱塞泵整体的扰力值,对两者的扰力值进行比较。

表1:5DW柱塞泵的主要参数

刚体 曲柄 连杆1 连杆2 活塞组
长度/m 0.09 0.555 0.555 0
质量/kg 94.47 62.80 72.51 43.64

将表2中柱塞泵的主要参数带入扰力计算公式得该柱塞泵的扰力数值。根据单缸扰力的计算公式,分别求解出5DW高压对置式柱塞泵单个液缸和柱塞泵整体的最大水平一谐扰力、最大水平二谐扰力以及最大竖向一谐扰力。通过对两组数值分别比较,观察单列液缸和柱塞泵整体的扰力。

表2:5DW高压柱塞泵单缸和整体的扰力值

扰力 单缸最大扰力值(N) 5DW高压柱塞泵最
大扰力值(N)
水平一谐扰力 189.558 0
水平二谐扰力 95.43 0
竖向一谐扰力 130.707 0
竖向二谐扰力 0 0

通过对单缸柱塞泵、三缸非对置柱塞泵、5DW高压对置式柱塞泵进行扰力分析,单缸柱塞泵的扰力是始终存在的,且随曲轴转角的变化做余弦或正弦规律的变化。在多缸柱塞泵中,不同液缸因存在着曲柄错角,在旋转过程中,会互相抵消一部分扰力值。根据对36500365泵的扰力产生的原因以及扰力公式的分析,对单缸、多缸非对置、多缸对置柱塞的扰力进行计算和比较得出减小设备扰力值的方案。

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