145060A10B1AAAAA美國(guó)WHITE懷特振動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)的仿真

德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)采用液壓系統(tǒng)仿真軟件DSHplus和多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS聯(lián)合進(jìn)行仿真，其中機(jī)械模塊以ADAMS中的物理模型和動(dòng)力學(xué)關(guān)系為基礎(chǔ)，液壓模塊用于計(jì)算流體產(chǎn)生的壓力參數(shù)，摩擦模塊用于計(jì)算摩擦力，通過(guò)多個(gè)模塊可以對(duì)泵的關(guān)鍵摩擦副進(jìn)行聯(lián)合仿真，其數(shù)據(jù)流程如圖8所示。這是一種初步的虛擬樣機(jī)的思想，對(duì)以后的研究有重要的啟發(fā)意義。

    Rexroth公司使用ADAMS軟件自帶的液壓模塊和斜軸泵動(dòng)力學(xué)模型耦合，對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真(如圖9)，為傾角的優(yōu)化提供了依據(jù)。

    Parker公司于2004年首次明確提出了采用虛擬樣機(jī)的思路對(duì)軸向柱塞泵進(jìn)行研究。他們采用液壓系統(tǒng)軟件EASY5和ADAMS聯(lián)合建立虛擬樣機(jī)，如圖10所示。對(duì)柱塞腔的摩擦力、壓力脈動(dòng)和部分結(jié)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)應(yīng)力狀況進(jìn)行了仿真分析，為泵的設(shè)計(jì)及產(chǎn)品優(yōu)化開(kāi)辟了新的途經(jīng)。

    在國(guó)內(nèi)，浙江大學(xué)也開(kāi)展了軸向柱塞泵/馬達(dá)的虛擬樣機(jī)方面的研究，對(duì)HAWE的V30泵采用ADAMS和系統(tǒng)仿真軟件AMEsim來(lái)建立虛擬樣機(jī)(圖11)，通過(guò)動(dòng)力學(xué)和液壓兩個(gè)模型的實(shí)時(shí)交互完成聯(lián)合仿真并對(duì)軸向柱塞泵的流量脈動(dòng)以及柱塞和主軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力進(jìn)行了分析。

    采用虛擬樣機(jī)的仿真手段可以降低試驗(yàn)成本，提高試驗(yàn)效率，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，對(duì)于軸向柱塞泵/馬達(dá)的開(kāi)發(fā)和故障診斷都有著重要意義。

1.2基于模型泵思想的馬達(dá)試驗(yàn)技術(shù)

    軸向柱塞泵/馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液固耦合而且高速旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)決定了針對(duì)其局部特性的試驗(yàn)研究往往要進(jìn)行多次簡(jiǎn)化，這使得試驗(yàn)與泵/馬達(dá)的真實(shí)運(yùn)行情況相差甚遠(yuǎn)。例如2004年，MANRING教授搭建了柱塞副靜態(tài)特性的試驗(yàn)裝置(圖12)，用一個(gè)靜態(tài)柱塞副研究其油膜特性，這種方法和實(shí)際相差較遠(yuǎn)，僅能定性地做一些理論驗(yàn)證。

    近年來(lái)，隨著電子傳感技術(shù)的進(jìn)步，使得在泵/馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)不變的條件下對(duì)泵的內(nèi)部流體特性進(jìn)行檢測(cè)成為可能。這就是模型泵的試驗(yàn)思想，以實(shí)際泵馬達(dá)為基體，采用微傳感器和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)情況下在線檢測(cè)泵/馬達(dá)的特性參數(shù)，模型泵甚至可以和實(shí)際產(chǎn)品一樣驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因此這樣的測(cè)試結(jié)果更有說(shuō)服力.這種基于模型泵思想的測(cè)試平臺(tái)對(duì)元件的優(yōu)化和改進(jìn)有著十分重要的指導(dǎo)意義。

    2000年，OLEMS闡述了一種基于模型泵技術(shù)的平臺(tái)，用來(lái)測(cè)試泵內(nèi)部溫度場(chǎng)和壓力來(lái)研究柱塞腔的能量耗散情況，如圖13所示。試驗(yàn)臺(tái)采用細(xì)小的熱電偶和和微型壓力傳感器來(lái)測(cè)試溫度分布和壓力值，采用無(wú)線傳輸?shù)姆椒ò褦?shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，結(jié)果表明測(cè)量結(jié)果和實(shí)際吻合很好。

IVANTYSYNOVA等闡述了其測(cè)試柱塞腔內(nèi)摩擦力和壓力的測(cè)試平臺(tái)，如圖14。用三維壓力傳感器來(lái)測(cè)量摩擦力、傳感器數(shù)據(jù)線通過(guò)缸體到主軸，然后無(wú)線傳輸至計(jì)算機(jī)上。這種研究柱塞副三維方向摩擦力的觀點(diǎn)是更為切合實(shí)際的。