煤油介质斜轴式变量ATOS柱塞泵研究
随着我国航天事业的发展,对航天液压系统提出了轻量化、集成化的要求,用煤油取代传统的液压油或红油作为液压系统的工作介质是一个重要的研究方向。煤油介质轴向ATOS柱塞泵是航天液压设备中的关键元件,其寿命和可靠性将直接关系到航天设备的总体可靠性,煤油介质粘度低、润滑性差、易泄漏等特性恶化了ATOS柱塞泵的工作条件。

煤油介质斜轴式变量ATOS柱塞泵研究              由于涉及航空航天等军事领域,煤油介质ATOS柱塞泵的关键技术一直受到国外的封锁,国产煤油介质ATOS柱塞泵的研发具有极其重要的战略意义。在广泛调研国内外文献资料和实际产品的基础上,以传统液压油介质ATOS柱塞泵的设计理论为支撑,同时借鉴其它低粘度介质ATOS柱塞泵的研究思路,结合煤油的物化特性,完成了煤油介质ATOS柱塞泵的设计,并对其结构形式、运动学分析、压力流量特性、轴承、密封等关键技术进行了研究和分析。ATOS柱塞泵状态发生改变时,其振动信号各频带的能量发生相应变化,利用各频带的能量特征可识别ATOS柱塞泵状态。基于此提出一种基于能量特征和径向基函数神经网络的ATOS柱塞泵状态识别方法。首先利用改进阈值的小波包降噪方法对原信号进行降噪处理,然后对降噪后的信号进行经验模态分解,选取含主要状态信息的IMF分量,提取能量特征作为神经网络的输入参数,识别ATOS柱塞泵的状态。同时利用小波包分析技术提取能量特征,并运用神经网络进行状态识别。应用实例表明,以EMD提取各频带能量作为特征参数的RBF神经网络状态识别方法比小波包分析提取各频带能量特征的方法具有更高的识别率,能有效地识别ATOS柱塞泵的状态。针对煤油介质ATOS柱塞泵的技术要求和煤油介质的特殊性,首先探讨了煤油介质ATOS柱塞泵设计的关键技术,进行了斜轴式轴向ATOS柱塞泵的运动学和动力学分析,并通过理论建模的方式进行了ATOS柱塞泵流量特性和泄漏特性仿真分析;在完成主体结构设计与校核后,根据各运动副的PV值,完成了摩擦副材料的配对方案设计;针对轴尾密封高转速、高密封压力的工况,引入了机械密封结构;设计了一种新型的旋转配流盘式变量机构,研究了变量机构的流量特性;zui后根据功率键合图理论建立了煤油介质ATOS柱塞泵的流体传动模型,通过仿真研究对比了不同结构参数对整泵的压力流量特性和泄漏特性的影响,为煤油介质ATOS柱塞泵间隙配合的选取提供了参考,预估了煤油介质轴向ATOS柱塞泵的效率。