本文介绍了径向柱塞泵结构特点、基本工作原理?,构建了柱塞运动数学模型,并对柱塞的运动做了简要分析。同时对液压泵工作过 程中,其工作平稳性需要考虑的几个因素也做了详细探讨。

针对连续血液净化系统的流量平衡问题,研制了精密柱塞式医用计量泵,通过严格控制实时输出流量和总流量,实现系统的流量平衡。设计了基于氧化锆陶瓷的径向柱塞泵,并进行物理模型建立和结构参数分析。对径向柱塞泵系统进行了流量特性分析和液压系统仿真分析,得出柱塞泵的最优设计参数和系统的最佳运行状态。根据仿真结果设计制作了陶瓷径向柱塞泵试验样机,对样机的流量特性进行了试验测试。结果显示,柱塞泵最佳运行状态在电动机转速120 r/min左右,且能满足最大流量10 L/h的总体要求。同时,出口流量具有较高稳定性和重复精度,流量指标满足相关医疗器械的设计和使用标准,能够在连续血液净化系统中实现系统流量平衡。

针对叶片泵存在流量脉动的问题,介绍了一种新型双作用叶片泵与双作用径向柱塞泵相结合的复合泵,该泵以叶片泵流量为主体,与柱塞泵的流量通过不同的流道路径耦合汇于泵出口。基于Pumplinx对复合泵开展仿真模拟研究,结果显示该复合泵不仅流量增加,同时可降低脉动性。

多缸高压径向柱塞泵具有高压力和大排量的优点,其结构设计主要集中在驱动结构、油缸容积变化方法和配油方式三方面。以正五边形驱动的多缸径向柱塞泵为研究对象,将缸体置于泵体外侧,采用阀配油方式设计出详细结构,并对泵壳进行静力学分析和模态分析。分析结果表明,此正五边形驱动的五缸径向柱塞泵静力学和模态性能良好,满足应用要求,结构简单、紧凑、可靠,使用方便。

以径向柱塞泵的轴系结构为研究对象,从理论和仿真等方面入手,对其腔体进行力学特性分析。在35 MPa的额定工况下,首先对配流轴进行受力分析,用Solid Works进行建模,并做一定的简化处理,再用ANSYS对轴系部分进行强度和刚度的校核。结果表明,在安全系数n=3的情况下配流轴和转子的强度和刚度均满足设计要求。并对轴系部分进行了模态分析,得出了前6阶模态的固有频率、振型和最大振幅。为设计人员提供了设计思路。

阀配流式径向柱塞泵相比其他类型柱塞泵具有结构简单,工作稳定可靠的特点,然而由于进出口阀的存在,阀口处液体流动受阻,主要工作单元柱塞缸存在自吸性能差的问题,当在特殊应用场合需要大流量化设计时,吸油性能恶化,导致吸油不完全而容积效率骤降。这里以径向柱塞泵中柱塞缸为研究对象,在大流量设计的需求下,综合径向柱塞泵考虑单作用与多作用情形,通过AMEsim对大流量柱塞缸许用转速与作用次数进行仿真实例研究,总结出针对大流量柱塞缸的最大许用转速与作用次数选值方法。该结论为后续阀配流式大流量径向柱塞泵的设计提供设计思路。

针对高压大排量径向柱塞泵滑靴副油膜的摩擦与润滑失效问题,在充分考虑油液的弱可压缩性以及黏温、黏压特性基础上,对滑靴副流场及固体域结构展开流固热耦合数值模拟,探讨不同工况对滑靴副油膜的支承特性以及滑靴、定子结构强度变化的影响规律.研究结果表明:随着径向柱塞泵工作压力的升高,滑靴副油膜压力有较大幅度的上升,油膜的速度场与温度场基本不变;随着径向柱塞泵转速的增大,滑靴副油膜内油液的速度及温度均有较大幅度的上升,油膜的压力场基本不变;滑靴的最大变形与应力均出现在滑靴副中心油腔底部的阻尼孔出口边缘,该部位几何结构较薄,且承受中心油腔高压油压力载荷与温度载荷,是整个滑靴结构中强度最薄弱的部分;同时,黏性摩擦产热导致的油膜温升对滑靴副的结构强度有较大影响,也是限制柱塞泵转速提升的一个重要因素.研...

综合考虑径向柱塞泵柱塞副粗糙表面接触和弹性变形,建立混合润滑状态下柱塞副弹流润滑理论分析模型,并结合有限差分法与有限单元法,基于MATLAB和ANSYS开展联合仿真,分析不同入口压力及凸轮转速下柱塞副弹性变形及表面形貌对摩擦与密封特性的影响。结果表明:柱塞套弹性变形对柱塞副微凸体接触影响显著,且影响程度与入口压力及凸轮转速有直接关系;弹性变形及表面形貌均在一定程度上影响摩擦功耗及泄漏量且弹性变形的影响更大;柱塞副摩擦与密封特性对工作条件较为敏感,随着入口压力或凸轮转速的增大,摩擦功耗、压差流量与剪切流量均有不同程度的增加。

为了提高径向柱塞泵的额定压力,在JBP-40型径向柱塞泵的基础上进行改进,将额定压力由28MPa提高到35MPa.在高压下对该径向柱塞泵的连杆进行受力分析,并采用ANSYS软件对其进行静力学有限元分析,验证其强度和刚度.结果表明当额定压力提高到35MPa时,连杆的强度和刚度是足够的,为高压径向柱塞泵的研究提供了依据.

研究了一种输出流量随时间正弦变化的高压径向柱塞泵。在AMESim软件中建立了正弦泵的仿真模型，对其流量特性和响应特性进行了仿真分析，为正弦泵的设计与研究提供了一个良好的平台。