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液压泵是液压系统中不可或缺的元件,其作为液压系统的动力元件将机械能转化为液压能,其中以柱塞泵效率最高。水泵由于其低污染、低成本、安全等优点成为当前流体传动研究的趋势,通过水代替液压油成为液压系统工作介质也越来越受到各国重视。相对于传统水压柱塞泵结构复杂、加工精度高、泄漏量大、价格昂贵等特点,本文基于2D原理思想设计提出了一种新型结构的水压活塞泵,主要的研究工作和成果如下:(1)详细阐述了二维水液压活塞泵的工作原理,运用Solidworks软件设计确定了二维(2D)活塞水液压泵的总体结构,同时设计了二维(2D)活塞水液压泵的试验泵以用于对其内部参数的研究。(2)通过对不同凸轮运动轨迹的对比分析,选择最合适于二维(2D)活塞水液压泵的运动轨迹,同时以此轨迹设计二维(2D)活塞水液压泵的凸轮轨面。对滚轮和凸轮端面导轨之间的实际接触轨迹进行分析,建立实际轨迹曲线与理论轨迹曲线的数学关系,通过Matlab软件对其进行数值补偿,消除了滚轮与端面凸轮间的间隙,提高了滚轮在凸轮上的运动精度。(3)对活塞组件受力进行分析。分析二维(2D)活塞水液压泵动压水膜形成机理及其影响,活塞在偏心状态时配流面积变化对泵的振动、噪音和气蚀等的影响。同时研究偏心状态下泵的内泄漏和外泄漏以及泵的机械效率,从而得到泵的整体效率。(4)通过AMESim软件建立起活塞泵的单侧腔模型,测试空载时不同转速下活塞泵上下高压出水口的流量脉动以及偏心状态下的流量脉动与压力脉动,通过对比研究其对泵性能的影响。建立完整的多体泵模型,对不同转速下的流量脉动进行仿真。(5)搭建可对不同水液压元件进行测试的水液压元件综合试验台,可对二维水液压活塞泵的实验泵进行测试。此试验台通过数据采集卡对实验数据进行采集后传输到工控机上,在LabVIEW软件上实现数据的实时观察和曲线生成。通过对二维(2D)活塞水液压泵的设计及其理论计算研究,同时通过仿真验证了这种新型水液压泵结构和原理的可行性。设计水液压元件综合试验台对二维活塞水液压泵及其它基于2D原理的水液压元件的性能进行试验。