軸向柱塞液壓馬達(dá)機(jī)械液壓耦合仿真分析

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1、２０１６年５月農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)第４７卷第５期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１６．０５．０５４軸向柱塞液壓馬達(dá)機(jī)械液壓耦合仿真分析１，２１１２２２高有山權(quán)龍黃家海張一蔚鵬飛孫宣德（１．太原理工大學(xué)機(jī)械電子工程研究所，太原０３００２４；２．太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，太原０３００２４）摘要：為了使軸向柱塞液壓馬達(dá)仿真模型接近于物理樣機(jī)，采用機(jī)械、液壓耦合模型并綜合考慮柱塞和缸體、柱塞和斜盤等摩擦副的摩擦力和液體的粘性阻尼以及減小壓力脈動(dòng)的三角阻尼槽等因素，建立了軸向柱塞液壓馬達(dá)仿真模型。液壓馬達(dá)高壓油推動(dòng)柱塞位

2、移、機(jī)械能推動(dòng)柱塞排油，實(shí)現(xiàn)液壓能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換，主要包括壓力源（恒流源或恒壓源）、負(fù)載（外部阻力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）、柱塞缸體組件、柱塞往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換組件、配流窗口等。仿真結(jié)果與有關(guān)文獻(xiàn)中液壓馬達(dá)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，馬達(dá)轉(zhuǎn)速、加速時(shí)間、最大輸出流量的仿真值與實(shí)驗(yàn)值誤差均小于５％，驗(yàn)證了仿真模型能夠保證較好的計(jì)算精度。仿真結(jié)果表明，由于卸荷槽和腰型槽過(guò)渡區(qū)域有通流面積突變現(xiàn)象，容易產(chǎn)生局部壓力脈沖現(xiàn)象，且轉(zhuǎn)速越高壓力波動(dòng)越大，通過(guò)優(yōu)化卸荷槽結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)可以減小脈動(dòng)沖擊；液壓馬達(dá)工作特性受負(fù)載的影響，負(fù)載的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大時(shí)加速時(shí)間長(zhǎng)而穩(wěn)

3、定轉(zhuǎn)速波動(dòng)區(qū)間窄，相應(yīng)產(chǎn)生的脈動(dòng)也趨于減小。關(guān)鍵詞：軸向柱塞液壓馬達(dá)；機(jī)械液壓耦合；仿真分析中圖分類號(hào)：ＴＨ１３７文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１０００１２９８（２０１６）０５０３９５０６ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｘｉａｌＰｉｓｔｏｎＨｙｄｒａｕｌｉｃＭｏｔｏｒｓｂｙＭｅｃｈａｎｉｃａｌＣｏｕｐｌｉｎｇｗｉｔｈＨｙｄｒａｕｌｉｃ１，２１１２２２ＧａｏＹｏｕｓｈａｎＱｕａｎＬｏｎｇＨｕａｎｇＪｉａｈａｉＺｈａｎｇＹｉＹｕＰｅｎｇｆｅｉＳｕｎＸｕａｎｄｅ（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉ

4、ｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｌｏｓｅｒｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｎａｘｉａｌｐｉｓｔｏｎｈｙｄ

5、ｒａｕｌｉｃｍｏｔｏｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｐｌｕｎｇｅｒａｎｄｃｙｌｉｎｄｅｒｂｌｏｃｋ，ｃｙｌｉｎｄｅｒｐｌｕｎｇｅｒａｎｄｓｗａｓｈｐｌａｔｅ，ｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｏｆｆｌｕｉｄａｎｄｔｈｅｔｒｉａｎｇｌｅｄａｍｐｉｎｇｇｒｏｏｖｅｗｈｉｃｈｉｓｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｗｅｒｅｔａｋｅｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｏｉｌ

6、ｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｔｏｒｐｕｓｈｉｎｇｐｌｕｎｇｅｒｔｏｍｏｖｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｄｒｉｖｉｎｇｐｌｕｎｇｅｒｔｏｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｉｌ，ｔｈｅｍｕｔｕａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｅｒｇｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｗａｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｏｕｒｃｅ（ｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｏｒｃｏｎｓｔａｎｔｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ），ｌｏａｄ（ｅｘｔｅｒｎ

7、ａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｍｅｎｔ），ｐｉｓｔｏｎａｎｄｃｙｌｉｎｄｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇａｎｄｒｏｔａｔｉｎｇｍｏｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐｌｕｎｇｅｒ，ｏｉｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐｏｒｔ，ｅｔｃ．Ｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｃｙｌｉｎｄｅｒｗａｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｒｉｇｉｄｏｒｅｌａｓｔｉｃｌｏｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．Ｐｉｓｔｏｎａｎｄｃｙｌｉｎｄｅｒｓｕｒｆａｃｅｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｔｏａｓｐｒｉｎｇｄａｍｐｅｒｅｌａｓｔｉｃｓｅａｌｉｎｇ

8、ｕｎｉｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｐｏｓｉｔｉｖｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｔｏｒ，ｔｒｉａｎｇｌｅｕｎｌｏａｄｉｎｇｇｒｏｏｖｅｗａｓｓｅｔｉｎｔｈｅｂｏｔｈｅｎｄｓｏｆｔｈｅｏｉｌｉｎｌｅｔａｎｄｏ