基于集總參數(shù)法的氣驅(qū)液增壓泵性能分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、氣驅(qū)液增壓泵是一種以低壓壓縮空氣為驅(qū)動介質(zhì)，能夠自動實現(xiàn)往復(fù)運動進而實現(xiàn)高壓輸出的裝置。它綜合利用了氣動和液壓的優(yōu)點，其增壓原理是利用兩個獨立腔體內(nèi)端面積不同的大小活塞，通過力的平衡原理，將大面積活塞上的低氣壓轉(zhuǎn)化成小面積活塞上的高液壓。面積比越大，泵的輸出壓力越高。氣驅(qū)液增壓泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低、輸出壓力高、工作安全可靠等特點，被廣泛應(yīng)用于機床工業(yè)、油氣工業(yè)、化學(xué)及石油化工、國防、礦山、工程機械及航天航空等領(lǐng)域，成為當前氣液

2、增壓技術(shù)重要的研究方向之一。
　　國內(nèi)對于氣驅(qū)液增壓泵的研究起步較晚，在高壓領(lǐng)域可查的研究成果很少。本文以大流量、高增壓比的氣驅(qū)液增壓泵為研究對象，采用理論分析、數(shù)學(xué)建模、仿真分析和試驗驗證等方法其進行深入研究，首先提出了一種集成閥式的氣驅(qū)液增壓泵結(jié)構(gòu)，然后通過建立其系統(tǒng)仿真模型，對其靜、動態(tài)性能影響因素進行了分析研究，獲得各參數(shù)對增壓泵性能的作用規(guī)律，最后在此基礎(chǔ)上對所提出的氣驅(qū)液增壓泵進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。仿真與試驗結(jié)果表明，所開發(fā)

3、的氣驅(qū)液增壓泵在氣源壓力為5Bar（表壓）的情況下，最高輸出壓力為381Bar，額定工控下流量可達23L/min。本文各章節(jié)內(nèi)容安排如下：
　　第一章，介紹了本文研究的背景及意義，分析了氣驅(qū)液增壓泵的研究現(xiàn)狀，概括了本文研究的重點與研究內(nèi)容。
　　第二章，分析了氣驅(qū)液增壓泵的工作原理，并從系統(tǒng)的輸出特性出發(fā)，對氣驅(qū)液增壓泵的結(jié)構(gòu)進行分析與設(shè)計，確定了增壓泵初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　第三章，通過理論分析與計算，了解了影響氣液增

4、壓泵性能的因素，分別建立氣驅(qū)液增壓泵中氣缸和二位四通氣控換向閥的數(shù)學(xué)模型。
　　第四章，通過搭建氣驅(qū)液增壓泵集總參數(shù)仿真模型，運用MATLAB/Simulink軟件對系統(tǒng)運行過程進行仿真，詳細分析了氣源壓力、換向閥結(jié)構(gòu)、氣缸結(jié)構(gòu)及負載壓力等參數(shù)對增壓泵性能的影響規(guī)律，獲得了優(yōu)化后的各結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　第五章，介紹了氣驅(qū)液增壓泵輸出壓力/流量測試系統(tǒng)基本原理，利用測試設(shè)備對增壓泵性能進行測試，分析對比了仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)，驗證了