为研究轴向柱塞泵中回程盘偶然出现断裂失效的现象,对回程盘所承受各力进行详细的理论分析.综合各方面的受力分析表明,回程盘在其结构上出现了一个以吸排油侧分界为参考线的弯矩.通过对回程盘及整泵进行ADAMS刚柔耦合有限元和Pumplinx流体有限元联合仿真,结果表明:每个柱塞运动至吸排油侧的分界线周围时,所对应回程盘孔的外侧边缘应力集中最大,这一区域成为回程盘运动受力的薄弱点,在弯矩的作用下,这些薄弱点成为最有可能发生断裂的风险区.

针对轴向柱塞泵/马达中回程盘变形、磨损及碎裂的现象,通过分析回程盘滑靴安装孔与滑靴之间的位置关系,建立了两者相对运动的不等式组,求解出在斜盘平面、滑靴中心与回程盘上滑靴安装孔中心在回转过程中相对斜盘中心的角度和距离变化范围,进而找到滑靴与回程盘可能接触的区域,并通过实例分析了回程盘上滑靴安装孔大小对滑靴与回程盘相对运动的影响,对于液压泵/马达回程盘的设计具有参考意义。

依据矢量变换的原理，借助Matlab软件，围绕回程球铰副的运动学关系进行了量化分析．算例研究表明，回程球铰副的相对运动关系在各正交方向上存在不同程度的间谐波动变化，沿旋转轴线方向相对速度分布的波动幅度最大，约为非旋转轴线方向的3倍．泵轴的转速与斜盘的倾角对回程球铰副的相对运动关系影响最大，而中心球铰的曲率半径造成的影响最小．

轴向柱塞泵中滑靴的倾覆偏磨、回程盘的磨损与其所受应力大小有关。为改善二者的磨损性能,研究预紧力增大对滑靴、回程盘应力变化特性的影响。通过对A4VG125型柱塞泵中心弹簧预紧力的分析计算,应用仿真软件ADAMS和ANSYS搭建轴向柱塞泵的刚柔耦合模型,研究分析预紧力增大时,滑靴、回程盘应力的变化规律,得到同周期内最大应力点图和应力云图。分析结果表明:合理增大预紧力有助于减小滑靴平面、滑靴颈部的磨损;回程盘孔口与滑靴颈部的碰撞得到改善;当预紧力为707N时,该型号轴向柱塞泵的滑靴与回程盘应力分布状态最好。

通过斜盘式轴向柱塞泵中心弹簧的工作原理分析回程盘力矩平衡,对中心弹簧进行优化设计。

针对柱塞泵设计过程中存在的建模繁琐、复杂等问题,以PCY柱塞泵回程盘建模为例,提出了运用VB及SolidWorks的二次开发技术的解决方法,并介绍了SolidWorks二次开发的基本原理。根据不同型号间回程盘的差异,建立了Access尺寸数据库。进而通过VB6.0编写控制程序并连接到SolidWorks软件,实现了不同型号间回程盘的参数化建模,提高了柱塞泵建模效率。

分析了直轴式轴向柱塞泵回程盘碎裂的原因，并提出了回程盘设计应考虑的问题，并描述了产品改进方案．改进后的产品在使用中效果良好。

根据柱塞泵的故障统计数据，回程盘过度磨损、碎裂的现象时常发生。首先通过对回程盘的受力分析，计算出它在SCY14-1B型柱塞泵中的受力。然后通过ADAMS和ANSYS搭建柱塞泵的刚柔耦合动力学模型，经过仿真分析找出回程盘的受力规律和影响回程盘受力状态的因素，并得到几种情况下应力最大时刻的分布图。最后对回程盘进行模态分析，得出它的固有频率，为下一步研究工作提供依据。

轴向柱塞泵运行过程中回程盘与滑靴会产生碰撞干涉甚至出现回程盘崩裂和滑靴拉脱的现象。首先，通过对回程盘与滑靴的运动学特性和接触动能损失进行分析，得出影响碰撞干涉程度的因素；然后，通过ADAMS仿真分析，得出回程盘钻孔与滑靴颈部的接触规律和不同影响因素下碰撞干涉程度的变化规律；最后对奇偶柱塞数的柱塞泵进行仿真分析，得出回程盘钻孔与滑靴颈部接触时较为严重的碰撞干涉程度出现的原因，为回程盘结构优化提供参考依据。

将虚拟样机技术应用于轴向柱塞泵球铰-回程盘相对运动关系的研究。根据柱塞泵的物理模型参数，并利用直角坐怀系和球面坐标系间的转换关系，建立球铰-回程盘相对运动关系的数学模型；基于MSC-ADAMS和AMESim环境，通过构建柱塞泵固液耦合的虚拟样机模型来模拟二者间的实际相对运动情况。综合两种模型的分析结果表明：回程盘锥度、球铰半径、泵轴转速以及斜盘倾角是影响球铰-回程盘相对运动轨迹及相对运动速度的重要参数。