行星齿轮流量计的理论研究

随着我国经济的蓬勃发展以及对自动化工业生产水平需求的不断提高,对流量信号的测量要求也越来越高,容积式流量计是在众多仪表中发展并应用起步比较早的一种。但由于齿轮啮合时会产生振动以及流体的流动复杂性,使得容积式流量计一般情况下只能适用于液压系统中压力不大的回油侧。可见,液压系统中的动态流量测量是液压测试中的难题,特别是高压侧的动态流量测量。

论文在研究传统齿轮流量计的结构基础上,研究设计并加工了新型行星齿轮流量计。介绍分析了该流量计的结构创新点、测试组件结构以及测试原理。计算了流量计的几何排量和流量,利用MATLAB软件对流量计齿轮参数优化设计得到最佳参数,对得到的参数进行强度校核。

在workbench中对流量计静态液压力情况进行仿真分析,研究了流量计材料的适用情况并得出尼龙材料替代合金钢材料的可行性。利用AMESim仿真,搭建了伺服阀模拟动态流量信号测试系统,对伺服阀给出特定信号仿真分析。研究了动态液压缸在液压系统中的响应情况以及旁路法测流量时,支油路与动态液压缸的流量信号关系及响应情况。旁路法测流量时,溢流阀是压力控制上的重要元件,所以论文在FLUENT仿真软件中,设计了溢流阀仿真模型,利用GAMBIT对模型划分网格。分析了滑阀式溢流阀和锥芯式溢流阀在旁路法测流量时,相同负载及相同进口速度下,对液压系统动态流量特性的影响情况。最后,提出了一种以动态液压缸的位移信号求出流量信号方法,并加工了伺服阀模拟动态流量信号实验台,介绍了试验台的工作原理、主要元件以及操作流程。在该实验台上进行实验,通过给出不同条件,采集动态液压缸的位移信号,处理信号求出速度信号,研究了液压缸对液压系统动态流量信号的响应情况,与系统的实际信号大致相同。