广一水泵厂丨高压柱塞水泵虚拟样机的建模
凸轮驱动的高压柱塞水泵中,输入运动是连续的勻速转动,输出运动是周期性变化的往复运动,两种运动之间要服从一定的函数关系才能满足所需要的传动要求,这种函数关系称为运动规律,也可以叫做传动函数。
传动函数是凸轮机构作为控制机构或传动机构时最重要的特性,不同的传动函数具有不同的运动特点,盖特曼函数与变余弦函数是工程中常用的两种传动函数,广一水泵厂对其进行分析重点如下:
(1)根据等加速度曲线按傅氏级数展开,并保留前两项时得到盖特曼1-3传动函数,简称盖特曼函数,其对应的高压柱塞水泵柱塞运动的位移、速度、加速度。
(2)变余弦传动函数对应的高压柱塞水泵柱塞运动的位移、速度、加速度。
由图3(a)盖特曼函数与变余弦函数对应的柱塞运动位移曲线分析得出:两种传动函数运动位移变化规律相似,均为连续运动,但在运动开始与结束阶段,盖特曼函数对应的柱塞位移曲线变化平缓。
由图3(b)盖特曼函数与变余弦函数对应的柱塞运动速度曲线分析得出:两种传动函数运动速度变化规律相似,最大速度有差别,盖特曼函数对应的最大速度大,但是在运动开始与结束阶段变化相对缓慢。
由图3(c)盖特曼函数与变余弦函数对应的柱塞运动加速度曲线分析得出:两种传动函数运动加速度变化规律存在本质差别,变余弦函数对应的最大加速度略小,但在运动开始与结束阶段存在突变,运动过程中机构存在柔性冲击,而盖特曼函数整个运动阶段加速度连续无突变,运动平稳,理论上没有冲击。
通过以上分析可以得出,采用不同的传动函数,机构的运动学特性表现不同。传动函数的选用,一般参照一些与运动学或动力学有关的特性值,且考虑具体的应用场合与要求。本文为了解决广一化工泵波动大、柔性冲击等问题,采用盖特曼函数作为高压柱塞水泵柱塞运动的传动函数。
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