轴向柱塞液压马达机械液压耦合仿真分析

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1、２０１６年５月农业机械学报第４７卷第５期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１６．０５．０５４轴向柱塞液压马达机械液压耦合仿真分析１，２１１２２２高有山权龙黄家海张一蔚鹏飞孙宣德（１．太原理工大学机械电子工程研究所，太原０３００２４；２．太原科技大学机械工程学院，太原０３００２４）摘要：为了使轴向柱塞液压马达仿真模型接近于物理样机，采用机械、液压耦合模型并综合考虑柱塞和缸体、柱塞和斜盘等摩擦副的摩擦力和液体的粘性阻尼以及减小压力脉动的三角阻尼槽等因素，建立了轴向柱塞液压马达仿真模型。液压马达高压油推动柱塞位

2、移、机械能推动柱塞排油，实现液压能和机械能相互转换，主要包括压力源（恒流源或恒压源）、负载（外部阻力矩，转动惯量）、柱塞缸体组件、柱塞往复和旋转运动转换组件、配流窗口等。仿真结果与有关文献中液压马达实验数据进行对比，马达转速、加速时间、最大输出流量的仿真值与实验值误差均小于５％，验证了仿真模型能够保证较好的计算精度。仿真结果表明，由于卸荷槽和腰型槽过渡区域有通流面积突变现象，容易产生局部压力脉冲现象，且转速越高压力波动越大，通过优化卸荷槽结构型式和参数可以减小脉动冲击；液压马达工作特性受负载的影响，负载的总转动惯量大时加速时间长而稳

3、定转速波动区间窄，相应产生的脉动也趋于减小。关键词：轴向柱塞液压马达；机械液压耦合；仿真分析中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ａ文章编号：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