CN116127652B - 一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统 - Google Patents

一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统，以马达输出转速脉动率最小为优化目标，选取马达轴配流窗口的优化对象和结构参数，根据多因素试验优化设计方法建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，计算不同结构参数轴配流窗口对应马达的输出转速脉动率，选出满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型，并判断所选模型的脉动率是否满足设计要求，若不满足设计要求，则进一步优化预升压槽半径直至满足设计要求，得到对应马达轴配流窗口优化对象的结构参数。本发明能够改善轴配流窗口内油液的流动性，降低高低压切换过程中的压力冲击，减小内曲线液压马达的输出转速脉动，提高内曲线液压马达的工作平稳性。

Description

一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统
技术领域
本发明属于内曲线液压马达技术领域，具体涉及一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统。
背景技术
内曲线液压马达作为一种典型的低速大扭矩马达，是实现旋转运动的重要执行元件之一，在军用和民用领域都有着十分重要的应用价值，如军工领域的舰船、特种军用车辆，工程机械如盾构、特种运输机械，港口的各种拖拽牵引系统等。但马达在工作时输出转速存在周期性脉动，造成与液压马达直接相连的被驱动设备运行不平稳，产生设备控制精度低、关键零部件易损等问题，影响重大高端装备的先进性和安全性。因此，对内曲线液压马达的低脉动设计至关重要，配流机构是内曲线液压马达的重要组成部分，配流结构直接影响到马达的转速脉动，特别是在高低压切换过程中产生的压力冲击对马达的转速脉动有很大影响。通过合理设计和优化马达的配流结构，可以保证马达理论转速实现较低脉动，进而实现马达的平稳运行。
现有关于内曲线液压马达的工程技术水平极高，但公开的基础研究较少，国内的研究水平同国外相比仍有较大差距，目前的研究大多集中在端面配流结构的优化上，而对轴配流结构的研究较少。为了实现内曲线液压马达的低脉动输出，本发明提出了一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统，从而使内曲线液压马达适应不同应用领域的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，本发明提出一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法及系统，减小内曲线液压马达的输出转矩/转速脉动，提高内曲线液压马达的工作平稳性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，该方法包括以下步骤：
S1：选取马达轴配流窗口的优化对象，基于马达轴配流窗口的几何约束分别对所优化对象选取不同的结构参数，根据多因素试验优化设计方法得到若干个不同结构参数的马达轴配流窗口的结构模型；
S2：建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
S3：以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出步骤S1中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型；判断得到的最优马达轴配流窗口的结构模型对应的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若马达设计要求的输出转速脉动率更低，则需要进一步优化预升压槽半径的参数值，重复步骤S2-S3直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
进一步地，步骤S1中，所选取马达轴配流窗口的优化对象分别为：配流窗口半高s、配流窗口宽度d、预升压槽半径r1和槽口半径r2，其中，根据参数灵敏度分析结果可知预升压槽半径r1对马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率影响最大，基于马达轴配流窗口的几何约束选取优化对象的不同结构参数，然后分别对以上四个优化对象所选取的不同结构参数进行多因素试验优化设计，得到不同结构参数的配流窗口结构模型。
进一步地，步骤S1中，所述马达轴配流窗口的几何约束分别为：轴配流窗口在配流轴上均匀分布且窗口数量为马达作用数的两倍、轴配流窗口与缸体窗口在连通时高低压油不能直接接通即一个轴配流窗口至多与一个缸体窗口连通、轴配流窗口至少有一段不与缸体窗口连通。
进一步地，步骤S1中，所述多因素试验优化设计方法包括：析因设计、均匀设计、正交设计与响应面法。
进一步地，步骤S2中，使用AMEsim仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，基于马达轴配流窗口过流面积的计算模型建立内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型，利用仿真软件中的液压库、液压元件库（hcd库）、机械库和信号库部件搭建仿真模型，设置马达配流窗口的过流面积、配流副和柱塞副的泄漏以及运动学约束，经过仿真计算得到不同结构参数的配流窗口对应马达的输出转速。
进一步地，步骤S2中，以马达配流窗口的中心和缸体窗口的中心所在直线为x轴，马达配流窗口的过流面积Ai通过下式计算：
Figure SMS_1
其中，x为函数自变量，x1为缸体窗口与x轴的左交点横坐标值，x2为轴配流窗口与x轴的右交点横坐标值，其中，当x1≥x2时，Ai=0，
Figure SMS_2
和/>
Figure SMS_3
分别为配流窗口形状的上半部分曲线函数和缸体窗口形状的上半部分曲线函数，分别通过下式计算：
Figure SMS_4
Figure SMS_5
其中，s为配流窗口半高，r为缸体窗口的宽度，l为缸体窗口的高度，d为轴配流窗口宽度，r1为预升压槽半径，r2为槽口半径。
进一步地，步骤S2中，使用ANSYS FLUENT仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，建立不同结构参数的马达轴配流窗口的几何模型并提取流体域模型，经过仿真计算得到对应几何模型的仿真结果，对仿真结果进行处理，提取马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速。
进一步地，步骤S3中，基于内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型计算得到第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最大值
Figure SMS_6
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最小值/>
Figure SMS_7
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的平均值/>
Figure SMS_8
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率/>
Figure SMS_9
根据下式计算：
Figure SMS_10
。
另一方面，本发明还提供了一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计系统，该系统包括优化对象选择模块、输出转速计算模块和最优模型选择模块；
所述优化对象选择模块用于选取马达轴配流窗口的优化对象，基于马达轴配流窗口的几何约束分别对所优化对象选取不同的结构参数，根据多因素试验优化设计方法得到若干个不同结构参数的马达轴配流窗口的结构模型；
所述输出转速计算模块用于建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
所述最优模型选择模块用于以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出优化对象选择模块中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型，判断所选模型的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若不满足设计要求，则需进一步优化预升压槽半径的参数值，直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
本发明的有益结果是：
1、通过优化配流窗口的槽口形状可以减小高低压切换过程中的压力冲击，使得马达在工作是始终处于低脉动状态，提高其寿命和可靠性。
2、通过优化配流窗口的结构可以改善马达内部液体的流动特性，尤其是在低速重载的典型工况下，可以降低马达的输出转速脉动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明提供的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法的流程图。
图2为轴配流内曲线液压马达结构示意图。
图3为轴配流窗口和缸体窗口的形状及其优化对象示意图。
图4为轴配流窗口的动态变化过程及过流面积示意图。
图5为25MPa下轴配流窗口优化前后马达输出转速脉动率对比。
图6为本发明提供的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口优化设计系统结构示意图。
附图中，附图标记为：1.定子；2.柱塞组件；3.配流轴；4.缸体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下，参照附图对本发明的内容进一步进行说明，本发明提供一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，通过优化配流窗口半高s、配流窗口宽度d、预升压槽半径r1和槽口半径r2，改善配流窗口内油液的流动性，降低高低压切换过程中的压力冲击，减小内曲线液压马达的输出转矩/转速脉动，提高内曲线液压马达的工作平稳性。如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1：选取马达轴配流窗口的优化对象，并分别对所优化对象选取不同的结构参数，所选取马达配流窗口的优化对象分别为：配流窗口半高s、配流窗口宽度d、预升压槽半径r1和槽口半径r2，选取优化对象的不同结构参数，然后分别对上述四个优化对象所选取的不同结构参数进行多因素试验优化设计，得到不同结构参数的轴配流窗口结构模型；
在某一具体实例下，本发明所优化的内曲线液压马达结构如图2所示，定子1上装配有缸体4，中间配流轴3，并安装有若干个柱塞组件2。本发明所优化的轴配流窗口结构如图3所示，其中，图3中的(a)为配流轴窗口，图3中的(b)为缸体窗口，具体优化的结构参数分别为：配流窗口半高s分别选取13mm、13.5mm、14mm、14.5mm和15mm，配流窗口宽度d分别选取6mm、6.5mm、7mm、7.5mm和8mm，预升压槽半径r1分别选取8mm、8.5mm和9mm，槽口半径r2分别选取5mm、5.5mm和6mm；分别对上述四个优化对象所选取的不同结构参数进行多因素试验优化设计，在上述某一具体实施例下，采用正交设计的方法，对所选取的不同结构参数试验优化设计，建立了正交试验设计所采用的因素水平表如表1所示，因素A和B有五个水平，而因子C和D只有三个水平，因此，选择经过特殊处理的标准正交L25（56）表，优化过程中轴配流窗口的不同结构参数如表2所示，得到不同结构参数的轴配流窗口结构模型。
表 1 正交试验设计所采用的因素水平表
Figure SMS_11
表 2 优化过程中轴配流窗口的不同结构参数
Figure SMS_12
S2：建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
进一步地，步骤S2中，使用AMEsim仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，基于马达轴配流窗口过流面积的计算模型建立内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型，利用仿真软件中的液压库、液压元件库（hcd库）、机械库和信号库等基础部件搭建了仿真模型，设置马达配流窗口的过流面积、配流副和柱塞副的泄漏以及运动学约束，经过仿真计算得到不同结构参数的配流窗口对应马达的输出转速；
进一步地，马达轴配流窗口过流面积的计算模型根据配流窗口的动态变化过程建立，如图4所示，以马达配流窗口的中心和缸体窗口的中心所在直线为x轴，马达配流窗口的过流面积Ai通过下式计算：
Figure SMS_13
其中，x为函数自变量，x1为缸体窗口与x轴的左交点横坐标值，x2为轴配流窗口与x轴的右交点横坐标值，其中，当x1≥x2时，Ai=0，
Figure SMS_14
和/>
Figure SMS_15
分别为配流窗口形状的上半部分曲线函数和缸体窗口形状的上半部分曲线函数，分别通过下式计算：
Figure SMS_16
Figure SMS_17
其中，s为配流窗口半高，r为缸体窗口的宽度，l为缸体窗口的高度，d为轴配流窗口宽度，r1为预升压槽半径，r2为槽口半径；
进一步地，步骤S2中，使用ANSYS FLUENT仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，建立不同结构参数的马达轴配流窗口的几何模型并提取流体域模型，进行网格划分参数进行网格划分，设置动网格来实现马达轴配流窗口的动态流场仿真，经过仿真计算得到对应几何模型的仿真结果，对仿真结果进行处理，提取马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速。
在某一具体实例下，首先计算马达配流窗口的过流面积Ai，然后建立内曲线液压马达配流脉动仿真模型，设置马达配流窗口的过流面积Ai、配流副和柱塞副的泄漏以及运动学约束等条件，经过仿真计算得到不同结构参数的配流窗口对应马达的输出转速
Figure SMS_18
。
S3：以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出步骤S1中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型，判断得到的最优马达轴配流窗口的结构模型对应的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若马达设计要求的输出转速脉动率更低，则需要进一步优化预升压槽半径的参数值，重复步骤S2-S3直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
进一步地，基于内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型计算得到第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最大值
Figure SMS_19
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最小值/>
Figure SMS_20
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的平均值/>
Figure SMS_21
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率/>
Figure SMS_22
进一步根据下式计算：
Figure SMS_23
在某一具体实施例下，得到了第i个配流窗口结构模型对应马达的输出转速脉动率
Figure SMS_24
，如表3所示，取本实施例中/>
Figure SMS_25
对应的马达配流窗口结构参数作为最优组合，得到优化后的结构参数，根据计算结果，脉动率最小的一组为序号13，对应的结构参数为：配流窗口半高s为3mm、配流窗口宽度d为3mm、预升压槽半径r1为3mm和槽口半径r2为3mm，实现配流窗口的低脉动设计。为验证设计方法的可行性，对配流窗口优化前后马达的输出转速脉动率进行对比分析，如图5所示，以25MPa的工作压力为例，配流窗口优化后相较于优化前转速脉动率降低了62.5%。
表3 不同轴配流窗口结构模型的对应马达的输出转速脉动率
Figure SMS_26
另一方面，本发明还提供了一种内曲线液压马达的低脉动配流窗口设计系统，该系统包括优化对象选择模块、输出转速计算模块和最优模型选择模块，如图6所示。
所述优化对象选择模块用于选取马达轴配流窗口的优化对象，基于马达轴配流窗口的几何约束分别对所优化对象选取不同的结构参数，根据多因素试验优化设计方法得到若干个不同结构参数的马达轴配流窗口的结构模型；
所述输出转速计算模块用于建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
所述最优模型选择模块用于以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出优化对象选择模块中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型，判断所选模型的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若不满足设计要求，则需进一步优化预升压槽半径的参数值，直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：选取马达轴配流窗口的优化对象，基于马达轴配流窗口的几何约束分别对所优化对象选取不同的结构参数，根据多因素试验优化设计方法得到若干个不同结构参数的马达轴配流窗口的结构模型；
S2：建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
S3：以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出步骤S1中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型；判断得到的最优马达轴配流窗口的结构模型对应的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若马达设计要求的输出转速脉动率更低，则需要进一步优化预升压槽半径的参数值，重复步骤S2-S3直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
2.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S1中，所选取马达轴配流窗口的优化对象分别为：配流窗口半高s、配流窗口宽度d、预升压槽半径r1和槽口半径r2，其中，根据参数灵敏度分析结果可知预升压槽半径r1对马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率影响最大，基于马达轴配流窗口的几何约束选取优化对象的不同结构参数，然后分别对以上四个优化对象所选取的不同结构参数进行多因素试验优化设计，得到不同结构参数的配流窗口结构模型。
3.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述马达轴配流窗口的几何约束分别为：轴配流窗口在配流轴上均匀分布且窗口数量为马达作用数的两倍、轴配流窗口与缸体窗口在连通时高低压油不能直接接通即一个轴配流窗口至多与一个缸体窗口连通、轴配流窗口至少有一段不与缸体窗口连通。
4.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述多因素试验优化设计方法包括：析因设计、均匀设计、正交设计与响应面法。
5.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S2中，使用AMEsim仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，基于马达轴配流窗口过流面积的计算模型建立内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型，利用仿真软件中的液压库、液压元件库、机械库和信号库部件搭建仿真模型，设置马达配流窗口的过流面积、配流副和柱塞副的泄漏以及运动学约束，经过仿真计算得到不同结构参数的配流窗口对应马达的输出转速。
6.根据权利要求5所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S2中，以马达配流窗口的中心和缸体窗口的中心所在直线为x轴，马达配流窗口的过流面积Ai通过下式计算：
Figure QLYQS_1
；
其中，x为函数自变量，x1为缸体窗口与x轴的左交点横坐标值，x2为轴配流窗口与x轴的右交点横坐标值，其中，当x1≥x2时，Ai=0，
Figure QLYQS_2
和/>
Figure QLYQS_3
分别为配流窗口形状的上半部分曲线函数和缸体窗口形状的上半部分曲线函数，分别通过下式计算：
Figure QLYQS_4
；
Figure QLYQS_5
；
其中，s为配流窗口半高，r为缸体窗口的宽度，l为缸体窗口的高度，d为轴配流窗口宽度，r1为预升压槽半径，r2为槽口半径。
7.根据权利要求1所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S2中，使用ANSYS FLUENT仿真软件建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，建立不同结构参数的马达轴配流窗口的几何模型并提取流体域模型，经过仿真计算得到对应几何模型的仿真结果，对仿真结果进行处理，提取马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速。
8.根据权利要求5所述的一种内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法，其特征在于，步骤S3中，基于内曲线液压马达轴配流脉动仿真模型计算得到第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最大值
Figure QLYQS_6
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的最小值/>
Figure QLYQS_7
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的平均值/>
Figure QLYQS_8
、第i个马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率/>
Figure QLYQS_9
根据下式计算：
Figure QLYQS_10
。
9.一种实现权利要求1-8任一项所述的内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计方法的内曲线液压马达的低脉动轴配流窗口设计系统，其特征在于，该系统包括优化对象选择模块、输出转速计算模块和最优模型选择模块；
所述优化对象选择模块用于选取马达轴配流窗口的优化对象，基于马达轴配流窗口的几何约束分别对所优化对象选取不同的结构参数，根据多因素试验优化设计方法得到若干个不同结构参数的马达轴配流窗口的结构模型；
所述输出转速计算模块用于建立不同结构参数的马达轴配流脉动仿真模型，通过仿真得到不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速，并计算不同结构参数的马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率；
所述最优模型选择模块用于以马达轴配流窗口结构模型对应的输出转速的脉动率最小为轴配流窗口结构的优化目标，选出优化对象选择模块中满足优化目标的最优马达轴配流窗口的结构模型，判断所选模型的输出转速的脉动率是否满足设计要求，若不满足设计要求，则需进一步优化预升压槽半径的参数值，直至得到的最优马达轴配流窗口的结构模型的输出转速的脉动率满足设计要求，若满足马达设计要求则得到一组优化的马达轴配流窗口优化对象的结构参数，实现轴配流窗口结构的低脉动设计。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501891A (ja) * 2010-05-28 2013-01-17 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
CN103164583A (zh) * 2013-03-26 2013-06-19 中北大学 基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法
CN103742380A (zh) * 2014-01-02 2014-04-23 北京工业大学 一种低脉动的海水柱塞马达
CN204226341U (zh) * 2014-10-02 2015-03-25 杜一凡 一种柱塞马达用配流盘
CN111456923A (zh) * 2020-05-09 2020-07-28 烟台大学 一种轴向柱塞泵配流盘优化设计方法
CN115618656A (zh) * 2022-12-15 2023-01-17 浙江大学 一种多作用液压马达盘配流系统自补偿结构设计方法
CN115795723A (zh) * 2022-11-18 2023-03-14 浙江大学 一种高效率低脉动摆线马达配流系统优化设计方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014102591A1 (de) * 2014-02-27 2015-08-27 Rausch & Pausch Gmbh Verfahren zum Fördern von Hydraulikfluid und elektrohydraulische Motor-Pumpen-Einheit dafür

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013501891A (ja) * 2010-05-28 2013-01-17 三菱重工業株式会社 再生エネルギー型発電装置及びその運転方法
CN103164583A (zh) * 2013-03-26 2013-06-19 中北大学 基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法
CN103742380A (zh) * 2014-01-02 2014-04-23 北京工业大学 一种低脉动的海水柱塞马达
CN204226341U (zh) * 2014-10-02 2015-03-25 杜一凡 一种柱塞马达用配流盘
CN111456923A (zh) * 2020-05-09 2020-07-28 烟台大学 一种轴向柱塞泵配流盘优化设计方法
CN115795723A (zh) * 2022-11-18 2023-03-14 浙江大学 一种高效率低脉动摆线马达配流系统优化设计方法及系统
CN115618656A (zh) * 2022-12-15 2023-01-17 浙江大学 一种多作用液压马达盘配流系统自补偿结构设计方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Deformation pre-compensated optimization design of cam ring for low pulsation hydraulic motors;Chao ZHANG;《Journal of Zhejiang University-SCIENCE A》;全文 *
基于RecurDyn和AMESim的四配流窗口轴向柱塞马达多体动力学联合仿真分析;刘等卓;王爱红;牛雪梅;高有山;;液压与气动(第12期);全文 *
多作用内曲线径向柱塞液压马达的动态特性与低速稳定性研究;马伟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》(第2期);第C028-713页 *
轴配流内曲线液压马达径向不平衡力分析;张立升;;南方农机(第22期);全文 *

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