气压与伺服电机驱动的柱塞压力泵的创新设计

摘要

气压驱动的柱塞液压泵，由于输出压力高，结构简单，在机械工程领域及野外工程作业中得到广泛应用。但现有的气动柱塞泵，存在着功能较少、技术性能较差、结构布局不合理等不足之处。而在高压领域、特别是超高压领域占据无可替代位置的轴向与径向柱塞泵，也存在结构复杂，价格昂贵，流量脉动率指标不理想等缺点。 本论文研究主要围绕上述两个方向展开，取得的主要研究成果如下： (1)通过运用创造技法中的缺点列举法和希望点列举法，结合对称、串联、并联等逻辑演绎方法，对气动柱塞泵进行了改进与创新，设计了并联式双作用双级气动液压泵，综合其技术性能指标较现有同类装置，有了显著提高。并给出了创新设计逻辑思维路线，对其它装置与技术的创新，也具有启发和借鉴意义。 (2)运用置换法将普通刚性气缸置换为柔性气动肌腱，创新设计出结构重量轻，能适应恶劣工作环境的新型气动柱塞泵，特别适用于野外工程作业使用。 (3)采用日渐成望的大功率伺服电机技术，设计出双泵耦合的恒流量数控柱塞泵，仅用2只柱塞，通过编程控制，使其理论输出流量保持恒定，变量也极为方便。相对于采用很多只柱塞的传统柱塞泵，结构大为简洁。 (4)创新设计了直线伺服电机驱动的铰杆式柱塞泵和转动伺服电机驱动的曲柄连杆式柱塞泵，通过编程改变了机构压力角范围，不仅能在较大范围内实现变流量，而且可任意改变输出压力，较传统柱塞泵的技术性能有了显著提高。 (5)论文中给出的技术参数、计算公式与曲线，对工程界具有参考价值和设计指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1柱塞泵综述

1.1.1径向柱塞泵

1.1.2轴向柱塞泵

1.2气动和机动柱塞泵的研究现状

1.3课题研究内容及研究意义

1.3.1课题研究内容

1.3.2课题研究意义

1.4论文内容安排

第二章 气动肌腱和伺服电机概述

2.1气动肌腱简介

2.1.1气动肌腱工作原理及基本特性

2.1.2气动肌腱理想静态模型

2.1.3气动肌腱静态刚度和动态刚度

2.2伺服电机简介

2.2.1伺服电机的作用与要求

2.2.2直流伺服电机与交流伺服电机

2.2.3伺服电机的参数、选择和使用

2.3本章小结

第三章气动柱塞泵的创新设计

3.1气动柱塞泵概述

3.2刚性气缸驱动柱塞泵

3.2.1有级调压气动柱塞泵

3.2.2无级调压气动柱塞泵

3.3气动肌腱驱动柱塞泵

3.3.1气动肌健驱动有级调压柱塞泵

3.3.2气动肌腱驱动无级调压柱塞泵

3.4本章小结

第四章伺服电机驱动恒流柱塞泵的创新设计

4.1伺服电机驱动恒流柱塞泵概述

4.2伺服电机驱动有级调压恒流柱塞泵

4.2.1有级调压数控单泵

4.2.2伺服电机驱动有级调压恒流量组合泵

4.2.3伺服电机驱动双级恒流量组合泵

4.3伺服电机驱动无级调压恒流柱塞泵

4.3.1无级调压数控单泵

4.3.2伺服电机驱动无级调压恒流量组合泵

4.4本章小结

第五章总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文

附录

致谢