集成一体化液压电机泵的设计研究

admin · 发表于 2022-5-15 08:44:24

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电液泵是将电动机与液压泵芯集成一体，形成一种新型液压动力单元。它具有结构紧凑、噪音小、无外泄漏、效率较高等优点。电液泵是当前液压动力单元发展的重要方向。本文提出的电液泵的设计采用的是双余度无刷直流电机和内啮合齿轮泵的方案，详细分析了电液泵的功率损耗构成，研究了气隙油膜的负载转矩和对电液泵输出转矩的影响，对关键部件驱动法兰盘的结构参数进行了优化仿真，给出了最佳设计参数。同时针对电液泵的散热题目，将热管技术引入到电液泵散热器的设计中，较好的解决了电液泵的散热题目，并设计了电液泵详细的试验系统来验证其散热性能。论文首先提出了双绕组无刷直流电机和内啮合齿轮泵融合的电液泵设计方案，分别给出了电机和液压泵关键部分的设计原则。并综合运用电机学和液压及泵原理将电液泵的功率损耗分为以下几个部分：无刷直流电机电磁损耗，内啮合齿轮泵泄露损耗，油液损耗，机械摩擦损耗，并针对每部分损耗机理进行了详细分析。其次基于电液泵的结构和工况，建立了气隙负载转矩的理论模型，并推导出油膜的负载转矩公式，采用AMESim进行仿真分析，评估了气隙油膜的负载转矩对电液泵输出转矩的影响。驱动法兰盘作用类似于转子中内啮合齿轮泵的前置辅助泵，为了获得升压效果良好的驱动法兰盘结构，采用流场仿真技术对电液泵驱动盘式辅助泵进行了研究，获得了驱动法兰盘主要参数离心管倾角和偏角对其内部压力场的影响规律。同时为解决电液泵的散热题目，根据电液泵的结构形式设计了与之相融合的热管换热器，并根据热传导理论计算出热管的等效传热系数。通过有限元分析软件ANSYS分别对自然冷却条件下和利用热管换热器冷却的电液泵的温度场进行了模拟仿真，并比较了两种冷却条件下的散热效果。最后参照电机和液压泵的性能试验原理设计了电液泵的试验系统，提出了单根热管及热管散热器的试验方法。

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