海水柱塞馬達(dá)的研究.pdf

1、海水液壓技術(shù)是近年來海洋開發(fā)領(lǐng)域的一門高新技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展性和廉價(jià)安全性等特點(diǎn)，在國際上備受關(guān)注。海水液壓馬達(dá)是執(zhí)行元件，對其進(jìn)行深入的研究對海水液壓技術(shù)的發(fā)展及海洋資源的開發(fā)與利用具有重要意義。
　　本課題旨在研制出一額定扭矩為12.5Nm、額定轉(zhuǎn)速為1500rpm的海水液壓柱塞馬達(dá)。參照傳統(tǒng)油壓柱塞馬達(dá)/泵和國際上已有的海水液壓馬達(dá)/泵的結(jié)構(gòu)，根據(jù)863計(jì)劃項(xiàng)目的技術(shù)要求，對海水液壓柱塞馬達(dá)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)特性

2、進(jìn)行了分析，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上研制出樣機(jī)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。具體如下：
　?。?）根據(jù)海水介質(zhì)和礦物油介質(zhì)的理化學(xué)特性，分析海水柱塞馬達(dá)和油壓柱塞馬達(dá)存在的結(jié)構(gòu)區(qū)別，參照國際上已有的海水液壓柱塞馬達(dá)的技術(shù)成果，進(jìn)行進(jìn)一步的比對分析，進(jìn)而確定海水柱塞馬達(dá)研究的技術(shù)難點(diǎn)，從總體上獲得對馬達(dá)研究層面的認(rèn)識。
　?。?）根據(jù)項(xiàng)目對海水柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，參照國內(nèi)外海水液壓元件的研究成果，確定本課題所研究的海

3、水液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，以獲得該結(jié)構(gòu)型式下海水馬達(dá)的運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)和動力學(xué)性能，進(jìn)而判斷該結(jié)構(gòu)方案的可行性，并作為后期進(jìn)行海水柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和性能仿真建模的基礎(chǔ)。
　?。?）在確定馬達(dá)結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，進(jìn)行馬達(dá)結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)的計(jì)算和設(shè)計(jì)，并根據(jù)海水液壓元件的特點(diǎn)對局部的結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，根據(jù)項(xiàng)目的技術(shù)要求和海水液壓元件的技術(shù)特點(diǎn)，參照國際上的成功樣例，進(jìn)行馬達(dá)材料的比對和篩選。綜合前期的結(jié)構(gòu)

4、尺寸結(jié)果和材料選擇，進(jìn)行馬達(dá)加工工藝的制定。利用PROE軟件進(jìn)行馬達(dá)的三維建模并生成工程圖。
　?。?）根據(jù)已確定的馬達(dá)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用AMESIM軟件進(jìn)行仿真模型的建立；根據(jù)馬達(dá)的尺寸、工作介質(zhì)和工作環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)行仿真模型的參數(shù)設(shè)置。完成馬達(dá)的仿真建模后進(jìn)行仿真分析，分別分析不同斜盤傾角下、不同流量輸入下以及不同負(fù)載條件下馬達(dá)的工作狀態(tài)和輸出性能。將仿真結(jié)果與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求相比較，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的海水柱塞馬達(dá)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

5、　?。?）根據(jù)最終確定的圖紙加工制造出馬達(dá)樣機(jī)。以自來水代替海水作為試驗(yàn)系統(tǒng)的工作介質(zhì)，分別進(jìn)行空載試驗(yàn)和加載試驗(yàn)，分析不同條件下馬達(dá)的性能特點(diǎn)以及工作穩(wěn)定性，檢測馬達(dá)性能是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
　　通過 AMESIM對馬達(dá)的仿真分析所得結(jié)果顯示馬達(dá)能夠同時(shí)保證轉(zhuǎn)速為1795rpm、扭矩為13.8Nm的輸出，符合馬達(dá)設(shè)計(jì)的輸出要求，同時(shí)穩(wěn)定工作時(shí)容積效率也滿足設(shè)計(jì)要求；通過樣機(jī)性能試驗(yàn)分析可知馬達(dá)負(fù)載在15.7Nm內(nèi)隨壓差成線性相