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基于PWM阀配流数字柱塞泵的流量响应特性分析
1
作者 王传礼 叶飞 +1 位作者 何涛 高语罕 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期134-141,共8页
为了实现数字柱塞泵流量的线性调节,提出一种基于PWM控制高速开关阀配流的新型流量控制策略,通过占空比调节阀芯的开启时长来实现泵的流量调节,并优化占空比与流量的调节精度。采用理论计算与AMESim仿真相结合的方法,搭建数字柱塞泵的... 为了实现数字柱塞泵流量的线性调节,提出一种基于PWM控制高速开关阀配流的新型流量控制策略,通过占空比调节阀芯的开启时长来实现泵的流量调节,并优化占空比与流量的调节精度。采用理论计算与AMESim仿真相结合的方法,搭建数字柱塞泵的流量调节模型,研究阀芯质量、线圈匝数、溢流阀定压及预紧力对流量调节精度的影响,建立了参数与调节精度的响应面模型,并对优化后参数进行仿真验证。结果表明:所提新型流量调节策略具有可行性,当阀芯质量为10 g时,流量调节精度最高;随着线圈匝数、溢流阀定压、预紧力的增加,流量调节精度先增强后减弱;优化后的最优参数组合为阀芯质量9.7 g、线圈匝数708、溢流阀定压29.8 MPa、预紧力71.04 N,较优化前流量调节精度提高了约5.3%。 展开更多
关键词 数字柱塞泵 AMESIM仿真 线性调节 参数优化
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阀配流双排轴向柱塞泵配流阀的动态特性分析
2
作者 王传礼 叶飞 +1 位作者 何涛 高语罕 《机床与液压》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
针对新型阀配流双排轴向柱塞泵配流阀的流量波动及滞后问题,建立高速开关阀数学模型及阀配流双排轴向柱塞泵AMESim仿真模型,分析柱塞运动频率、线圈匝数、阀芯质量和弹簧预紧力对配流阀动态特性的影响。结果表明:柱塞运动频率对配流阀... 针对新型阀配流双排轴向柱塞泵配流阀的流量波动及滞后问题,建立高速开关阀数学模型及阀配流双排轴向柱塞泵AMESim仿真模型,分析柱塞运动频率、线圈匝数、阀芯质量和弹簧预紧力对配流阀动态特性的影响。结果表明:柱塞运动频率对配流阀的流量波动影响较小,但柱塞运动频率增加会加剧倒灌效应,导致容积效率下降;增加线圈匝数会引起电感系数增大,当线圈匝数从1400增加至2300,增加64.3%时,配流阀的流量波动仅为4.92%,阀芯关闭时间增加4 ms,开启时间未受影响;当弹簧预紧力增加到3倍时,配流阀的流量波动增大到5.5倍,阀芯关闭时间减少3 ms,开启时间增加1 ms;阀芯质量对配流阀的流量波动和阀芯启闭时间均呈正相关,阀芯质量增加至30 g时,配流阀的流量波动高达4.75%,阀芯关闭时间增加3 ms,开启时间增加1 ms。 展开更多
关键词 阀配流 柱塞泵 流量波动 滞后
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负载敏感多路阀阀芯节流槽热变形分析及其参数优化
3
作者 陈远玲 廖国陆 +3 位作者 王宜前 欧阳崇钦 李固 任晓智 《机床与液压》 北大核心 2025年第11期150-157,共8页
针对多路阀中阀芯磨损和卡滞问题,基于流固热耦合分析,对小型挖掘机回转联阀芯节流槽参数进行优化。基于ANSYS Workbench平台,对不同开度下的多路阀模型进行流固热耦合仿真。当阀口压差为2 MPa时,分析对比三角+U形节流槽不同开度下多路... 针对多路阀中阀芯磨损和卡滞问题,基于流固热耦合分析,对小型挖掘机回转联阀芯节流槽参数进行优化。基于ANSYS Workbench平台,对不同开度下的多路阀模型进行流固热耦合仿真。当阀口压差为2 MPa时,分析对比三角+U形节流槽不同开度下多路阀内部速度场、温度场及结构场。以阀口开度为2 mm的模型为研究对象,通过正交试验获得不同节流槽结构参数下的阀芯最大变形量数据库,并采用BP神经网络建立代理模型,结合牛顿-拉夫逊优化算法(NRBO)获得最优节流槽参数组合。最后,通过台架试验对仿真模型进行验证。结果表明:随着阀口开度增加,节流槽处的油液最大速度呈整体下降趋势,阀芯最高温度呈先上升后下降趋势,温升区域逐渐扩大,开度为2 mm时局部温度和变形均达到峰值,分别为116.3℃和4.43μm;优化后阀芯的最大变形下降了35.65%;回转联P-LS和P-LS-A流道在额定流量下的压力损失分别为1.78、2.14 MPa,与仿真结果基本一致。 展开更多
关键词 负载敏感多路阀 节流槽 热变形 流固热耦合
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变排量对置柱塞泵流通特性研究
4
作者 杨伟 贾晨 +3 位作者 何超 樊文欣 樊志强 李正禄 《中国机械工程》 北大核心 2025年第11期2633-2640,共8页
针对工程机械中定量泵功率损失大的问题,设计了一种变排量对置柱塞泵。采用等效建模方法建立了该泵的AMESim仿真模型,采用台架试验验证了模型的有效性。试验结果表明:平均流量的仿真值和试验值的最大误差为9.30%,考虑到泄漏和泵阀回流... 针对工程机械中定量泵功率损失大的问题,设计了一种变排量对置柱塞泵。采用等效建模方法建立了该泵的AMESim仿真模型,采用台架试验验证了模型的有效性。试验结果表明:平均流量的仿真值和试验值的最大误差为9.30%,考虑到泄漏和泵阀回流的因素,该误差在合理范围内。基于该仿真模型研究了变排量对置柱塞泵在变转速、变相位及其交互作用下的流通性能。仿真结果表明:泵的流量和压力会随着转速的增加而增加,随相位差的增大而减小。额定转速下,相位差从0°增加到150°时,平均流量降低了74.00%,最大瞬时压力减小了88.87%,这表明该泵的流量、压力调节范围较大。该泵通过调节转速和相位差可实现输出流量的连续变化,为变排量泵控制打下研究基础。 展开更多
关键词 对置柱塞泵 变排量 变相位 流通特性
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高压大排量径向柱塞泵滑靴副油膜温升特性研究
5
作者 李少年 付丽婷 +2 位作者 王凯峰 李福豪 茹常旭 《机电工程》 北大核心 2025年第12期2255-2265,共11页
高压大排量径向柱塞泵滑靴副承载力较大,滑靴副功率损失会使油膜的温度升高。为了提升滑靴副的润滑特性,降低油膜温升对摩擦特性的影响,对滑靴副油膜的温升特性进行了研究。首先,将滑靴副等效为平行平板,分别建立了压差流与剪切流正交... 高压大排量径向柱塞泵滑靴副承载力较大,滑靴副功率损失会使油膜的温度升高。为了提升滑靴副的润滑特性,降低油膜温升对摩擦特性的影响,对滑靴副油膜的温升特性进行了研究。首先,将滑靴副等效为平行平板,分别建立了压差流与剪切流正交、同向和反向情况下的温升计算模型;然后,将滑靴副油膜划分为八个区域,采用数值方法计算了各个区域的温升数值,分析了不同工况参数下的温升变化;最后,采用流场仿真方法得到了不同工况参数下滑靴副的油膜温度分布,分析了不同区域的温升情况。研究结果表明:滑靴各区域油膜温升值随着转子转角增大呈下降趋势;在滑靴中心油腔与均压槽之间的后方区域油膜温升值最大,数值为16℃;密封带处油膜温升随压力增大而增大,温升变化幅度为0.2℃/MPa;滑靴与定子之间的相对速度增大,滑靴各个区域油膜温升都不同程度地增大,其中辅助支承面处受速度影响最大,温升变化幅度为1.5℃/(m/s);油膜温升随油膜厚度增大而减小,辅助支承面处油膜温升受油膜厚度影响最大,温升变化幅度为-1.8℃/μm。该研究改善了滑靴副的润滑和摩擦性能,可以为高压大排量径向柱塞泵滑靴副优化设计提供参考。 展开更多
关键词 滑靴副润滑特性 摩擦特性 油膜温度 油膜区域划分 流场仿真 压差流 剪切流 滑靴副优化设计
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基于正交试验的航空柱塞泵前置诱导轮参数优化及验证
6
作者 陈远玲 黎超亮 +1 位作者 张泽 田成龙 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期122-128,共7页
以高速航空柱塞泵的前置诱导轮为研究对象,对影响柱塞泵空化性能的诱导轮设计参数的最优组合进行研究。基于CFD建立诱导轮和涡轮组件的流场仿真模型,应用正交试验方法,以扬程、效率以及临界空化余量为优化目标,以诱导轮的轮毂截面形状... 以高速航空柱塞泵的前置诱导轮为研究对象,对影响柱塞泵空化性能的诱导轮设计参数的最优组合进行研究。基于CFD建立诱导轮和涡轮组件的流场仿真模型,应用正交试验方法,以扬程、效率以及临界空化余量为优化目标,以诱导轮的轮毂截面形状、叶片数、叶片厚度为影响因素,进行诱导轮设计参数组合分析,最后搭建试验系统,验证仿真结果的可靠性。研究表明:诱导轮叶片数和叶片厚度对扬程、效率以及临界空化余量的影响显著;额定工况下,诱导轮轮毂截面形状为圆锥形、叶片数为3、叶片厚度为1 mm的组合方案为最优,最优方案下诱导轮的抗气蚀能力增强了36.2%,扬程以及效率也分别提升了7%和3.54%。 展开更多
关键词 诱导轮 正交试验 扬程 效率 抗气蚀能力
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CO_(2)斜盘式轴向柱塞泵配流副液膜泄漏性能的数值模拟
7
作者 周三平 李泽慧 王喜印 《化工技术与开发》 2025年第5期73-77,共5页
配流副是柱塞泵中控制液体的流动方向和流量的关键部件,也是柱塞泵出现泄漏的主要部位之一。针对CO_(2)斜盘式轴向柱塞泵配流副液膜的泄漏问题,笔者在柱塞泵的旋转缸体上开设了槽型和孔型2种动压孔,采用滑移网格瞬态数值模拟技术,对槽... 配流副是柱塞泵中控制液体的流动方向和流量的关键部件,也是柱塞泵出现泄漏的主要部位之一。针对CO_(2)斜盘式轴向柱塞泵配流副液膜的泄漏问题,笔者在柱塞泵的旋转缸体上开设了槽型和孔型2种动压孔,采用滑移网格瞬态数值模拟技术,对槽型、孔型以及未开孔的平面型配流副液膜的泄漏特性进行了数值模拟和对比研究。结果表明,开设了动压孔的液膜,其泄漏量明显小于未开动压孔的液膜;孔型动压孔液膜的泄漏量略大于槽型动压孔液膜,但差异很小。出口腰形槽附近的液膜区域是泄漏量最大的区域,进口腰形槽附近的液膜区域其泄漏量可以忽略。泄漏至柱塞泵腔体侧的量最大,约占总泄漏量的61.4%,泄漏至泵轴侧的量次之,约占36.1%,泄漏至进口腰形槽侧的量最小,约占2.5%。 展开更多
关键词 CO_(2)柱塞泵 配流副 泄漏 滑移网格 数值模拟
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面向低碳的零部件表面涂层方案综合评价方法 被引量：1
8
作者 杜彦斌 何国华 +1 位作者 曾丹 马文生 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第3期804-814,共11页
针对目前零部件表面涂层方案选择主要考虑技术性、经济性的问题,提出一种面向低碳的零部件表面涂层方案综合评价方法。融入绿色低碳指标,构建涵盖技术可行性、经济性、绿色低碳、改性性能等因素的零部件表面涂层方案综合评价指标体系,... 针对目前零部件表面涂层方案选择主要考虑技术性、经济性的问题,提出一种面向低碳的零部件表面涂层方案综合评价方法。融入绿色低碳指标,构建涵盖技术可行性、经济性、绿色低碳、改性性能等因素的零部件表面涂层方案综合评价指标体系,并确定各个指标的量化方法;针对单一赋权法具有一定偏向性的问题,利用网络层次分析法(ANP)和CRITIC法分别确定准则层各指标的主观权重与客观权重,并利用最小相对信息熵获得主客观组合权重;采用灰色关联改进的多准则妥协解排序法(VIKOR)对表面改性方案进行综合评价,通过优劣解排序确定最佳表面涂层方案。以某水泵厂柱塞零部件的表面硬化为例,验证了所提出方法的可行性和有效性,为各类零部件表面涂层方案评价及选择提供参考。 展开更多
关键词 低碳 表面涂层 组合权重 综合评价
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伺服电机驱动变量柱塞泵试验台研发 被引量：2
9
作者 闫雨朋 马彦伟 +2 位作者 吕平洙 马少杰 仉志强 《机械工程与自动化》 2025年第1期182-185,共4页
针对伺服电机驱动变量柱塞泵的控制研究,对相关试验平台进行设计,根据控制方案对液压系统和电气系统硬件进行了搭建;利用PLC编程软件,开发了用于控制输出的程序以及用于部分传感器数据采集的程序。同时,在LabVIEW平台上编写了包括控制... 针对伺服电机驱动变量柱塞泵的控制研究,对相关试验平台进行设计,根据控制方案对液压系统和电气系统硬件进行了搭建;利用PLC编程软件,开发了用于控制输出的程序以及用于部分传感器数据采集的程序。同时,在LabVIEW平台上编写了包括控制逻辑、PID控制算法以及数据采集的程序,形成了适用于试验平台的上位机用户界面。通过OPC通信协议实现了PLC与LabVIEW之间的数据交互,确保了控制系统的完整性和协同工作能力。 展开更多
关键词 变量柱塞泵 伺服电机 试验台
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柱塞泵缸体-主轴花键齿面修形及抗磨损研究
10
作者 叶绍干 陈天星 +3 位作者 陈鼎 苗克非 赵守军 刘会祥 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1767-1773,1783,共8页
轴向柱塞泵在运行过程中,其柱塞腔内压力的变化易使缸体和主轴花键碰撞时产生应力集中现象,加剧齿面的微动磨损。为了延长其花键的使用寿命,结合有限元法和Archard模型,对柱塞泵缸体和主轴花键抗磨损设计进行了研究。首先利用有限元法... 轴向柱塞泵在运行过程中,其柱塞腔内压力的变化易使缸体和主轴花键碰撞时产生应力集中现象,加剧齿面的微动磨损。为了延长其花键的使用寿命,结合有限元法和Archard模型,对柱塞泵缸体和主轴花键抗磨损设计进行了研究。首先利用有限元法建立了轴向柱塞泵缸体-主轴花键碰撞有限元模型;然后提出一种新的渐开线花键副修形方法,对比传统的齿向修形方法,对花键副修形前后的接触特性进行分析;最后结合Archard模型对花键副修形前后的齿面微动磨损进行预测和对比。结果表明:对花键齿面进行适当的修形后,其接触时的应力集中现象有所缓解,齿面的最大接触应力有所减小;四种修形法都可以降低花键两端的齿面微动磨损,精准齿面修形法的修形效果比传统的齿向修形法好一些。研究结果对柱塞泵花键运行的可靠性和抗磨损设计有一定的指导意义。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 有限元法 齿向修形 接触特性 微动磨损
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柱塞泵缸体-主轴花键副碰撞动力学建模及振动响应分析
11
作者 陈鼎 陈天星 +3 位作者 叶绍干 陈健 赵守军 刘会祥 《航空动力学报》 北大核心 2025年第10期195-203,共9页
柱塞泵缸体和主轴花键副的碰撞行为影响其运行可靠性,对花键副碰撞过程和缸体及主轴振动响应的研究具有重要意义。建立了柱塞泵缸体-主轴花键副碰撞动力学模型,并对碰撞过程和振动响应进行了分析。介绍了柱塞泵缸体-主轴花键碰撞动力学... 柱塞泵缸体和主轴花键副的碰撞行为影响其运行可靠性,对花键副碰撞过程和缸体及主轴振动响应的研究具有重要意义。建立了柱塞泵缸体-主轴花键副碰撞动力学模型,并对碰撞过程和振动响应进行了分析。介绍了柱塞泵缸体-主轴花键碰撞动力学模型。分析了缸体的受力情况,获得了其激励。对不同出口压力工况下,花键副碰撞和缸体及主轴振动响应进行仿真分析。结果表明:柱塞泵缸体-主轴花键碰撞有限元模型可分析花键副碰撞过程和缸体及主轴振动响应;受到缸体内时变的液压力影响,柱塞泵缸体和主轴花键的齿面接触位置会随着转动角度的变化而发生变化;柱塞泵出口压力增大,花键副的齿面接触应力、缸体及主轴振动响应和主轴挠度增大;主轴花键处的挠度远大于其他位置的挠度,其挠度由花键处向两边递减。 展开更多
关键词 柱塞泵 花键副 有限元法 碰撞分析 振动响应
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轴向柱塞泵配流副温度分布压力影响试验研究
12
作者 段仪征 侯潇男 +1 位作者 吴维 苑士华 《机械工程学报》 北大核心 2025年第16期250-258,共9页
配流副作为轴向柱塞泵的关键摩擦副之一,其温度分布直接关系着轴向柱塞泵的使用性能和工作寿命。为了得到负载压力对配流副油膜温度分布的影响规律,提出配流副温度原位测试方案,对比5种常用插值方法的均方根误差,其中采用基于格林函数... 配流副作为轴向柱塞泵的关键摩擦副之一,其温度分布直接关系着轴向柱塞泵的使用性能和工作寿命。为了得到负载压力对配流副油膜温度分布的影响规律,提出配流副温度原位测试方案,对比5种常用插值方法的均方根误差,其中采用基于格林函数的双调和样条插值拥有最小的插值误差。测量7种压力下的油膜温度,并将采集到的离散温度信息通过相应插值算法反演得到配流副油膜温度场。结果表明,最高温度出现在下死点高压侧脱离区,最低温度出现在低压侧加强筋处。下死点高压侧脱离区平均温升最大,且随着负载压力的升高先下降,在15 MPa时达到最小,之后上升。低压侧加强筋处的平均温升最小。测点最大温升随负载压力的升高呈现先下降后上升,而平均温升和最小温升受压力影响相对较小。原位测试方案能够获得配流副更为准确的油膜温度,后续可从优化配流盘三角槽结构的角度进行进一步研究。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 配流盘 温度分布 双调和样条插值 压力
原文传递
轴向柱塞泵气穴现象故障诊断研究
13
作者 杨景昆 张纯 +3 位作者 强熠宇 戴吉勇 关栋 秦永法 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期125-130,共6页
在高速高压工况下,柱塞泵的气穴现象不可避免。针对传统气穴现象故障检测方法中存在效果差和迟滞性的缺点,提出一种结合实验研究和信号处理的新型气穴检测系统,并采用KOA-CNN-BiLSTM-Attention深度学习算法对采集的信号进行训练,实现对... 在高速高压工况下,柱塞泵的气穴现象不可避免。针对传统气穴现象故障检测方法中存在效果差和迟滞性的缺点,提出一种结合实验研究和信号处理的新型气穴检测系统,并采用KOA-CNN-BiLSTM-Attention深度学习算法对采集的信号进行训练,实现对轴向柱塞泵气穴强度的检测。通过CNN提取数据中的高维空间特征,利用开普勒优化算法(KOA)与CNN相互配合来增强关键特征的表现能力,再通过BiLSTM提高信号的时序性,最后利用注意力机制进行优化。结果表明:该方法对轴向柱塞泵气穴故障状态识别精度达到98%,其效果明显优于其他方法,可以更加准确地识别轴向柱塞泵气穴故障状态。 展开更多
关键词 柱塞泵 信号处理 开普勒优化算法 深度学习
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离散缸体式燃油柱塞泵柱塞副特性分析
14
作者 安高成 郭嘉琪 +3 位作者 刘宝玉 王文伟 栗兰抗 马丽楠 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期83-90,共8页
柱塞泵燃油运动黏度仅为液压油的5%,导致柱塞副油膜承载能力变差,磨损加剧。为降低柱塞副对油膜承载能力的依赖,提出一种新型离散缸体架构的燃油柱塞泵,建立了动力学数学模型。基于某规格产品进行运动学分析,并联合AMESim仿真得到柱塞... 柱塞泵燃油运动黏度仅为液压油的5%,导致柱塞副油膜承载能力变差,磨损加剧。为降低柱塞副对油膜承载能力的依赖,提出一种新型离散缸体架构的燃油柱塞泵,建立了动力学数学模型。基于某规格产品进行运动学分析,并联合AMESim仿真得到柱塞腔压力脉动,解析了泵内关键零件的力学特征。将仿真结果与相同规格的传统斜盘式轴向柱塞泵进行对比,结果表明:新型柱塞泵柱塞副的力学特征更加稳定,接触应力更小,对油膜承载能力的依赖性更小,更适用于燃油介质工况。 展开更多
关键词 柱塞副 燃油柱塞泵 油膜承载能力 离散缸体
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旋转导向钻井系统微型斜盘式轴向柱塞泵的设计与仿真
15
作者 叶哲伟 刘兵 +2 位作者 刘章 周瑜 金存 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期149-156,共8页
为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AME... 为了满足井下旋转导向钻井系统液压动力单元中的柱塞泵高转速、小尺寸和高精度的要求,设计一种微型斜盘式轴向柱塞泵,其排量可达0.036 mL/r,工作压力可达30 MPa。分析柱塞位移和斜盘倾角的转换关系,建立柱塞位移转化的数学模型。运用AMESim搭建微型斜盘式轴向柱塞泵各个零部件模型,完成整泵液压系统模型的建立。结果表明:在额定工况下,柱塞泵的输出流量在0.032~0.035 L/min内脉动,平均出口流量为0.033 L/min,出口压力在9~10 MPa内脉动;随着柱塞斜盘倾斜角的减小,泵的输出流量减小,流量脉动变小,当斜盘倾角增大时,柱塞的位移增大,泵的输出流量也增大。对泵样机进行试验,分析了该泵的输出特性和效率曲线,与仿真分析结果进行对比。结果表明:泵的输出流量随着电机转速的增大而增大,其总效率随着工作压力的增大而增大;仿真效果较好,同时验证了仿真方法和结果的可靠性。微型斜盘式柱塞泵在额定工况下的容积效率可达到84.2%。 展开更多
关键词 旋转导向钻井系统 微型斜盘式轴向柱塞泵 AMESIM仿真 斜盘倾角
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压裂泵泵头组件疲劳失效机理及寿命分析
16
作者 李猛 薛继军 杜喆 《机电工程》 北大核心 2025年第10期1898-1907,共10页
在石油开采过程中,压裂工艺已成为主要增产方法,且规模逐年扩大。压裂泵是实现该工艺的关键设备,其中泵头组件是易损且昂贵的部件,常因疲劳开裂失效。为了解决泵头组件的失效问题,对发生刺漏失效的五缸压裂泵泵头组件进行了失效机理分... 在石油开采过程中,压裂工艺已成为主要增产方法,且规模逐年扩大。压裂泵是实现该工艺的关键设备,其中泵头组件是易损且昂贵的部件,常因疲劳开裂失效。为了解决泵头组件的失效问题,对发生刺漏失效的五缸压裂泵泵头组件进行了失效机理分析及寿命研究。首先,通过失效分析得出,泵头组件发生刺漏的失效模式为疲劳开裂,建立了泵头组件的三维模型,利用有限元方法完成了网格划分并施加了相应边界条件;然后,采用数值模拟技术,结合有限元分析与疲劳寿命分析对结构失效机理展开了系统研究,得出了泵头组件疲劳开裂的主要成因源于结构设计缺陷,该缺陷导致组件在服役周期内产生了显著的应力集中现象;最后,针对泵头体的刺漏失效原因,提出了棱边处改为倒斜角结构、适当增大压裂液排出通道位置圆角大小、增大内腔处圆角大小并对外侧棱边处增加直角工艺等措施,对改进后结构进行了有限元分析和疲劳寿命分析,并将其与改进前泵头组件受力及寿命情况进行了对比。研究结果表明:该改进措施均可有效降低应力集中现象,结构改进后,泵头组件的使用寿命比改进前提高了100%,可达到600多小时,满足设计要求。该研究结果可为泵头组件的结构设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 柱塞泵 五缸压裂泵 泵头组件 失效分析 有限元分析 疲劳寿命 改进措施
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基于改进图神经网络图形样本聚合的增量学习模型 被引量：1
17
作者 刘振柱 侯乔文 +2 位作者 兰媛 于磊 牛蔺楷 《机电工程》 北大核心 2025年第3期549-558,共10页
针对轴向柱塞泵在故障诊断中对大规模、动态变化数据处理困难,以及故障类型增加导致分类性能下降的问题,提出了一种基于改进图神经网络图形样本聚合(Graph-SAGE)的增量学习模型。首先,将轴向柱塞泵的不同故障振动信号构建为带标签的数据... 针对轴向柱塞泵在故障诊断中对大规模、动态变化数据处理困难,以及故障类型增加导致分类性能下降的问题,提出了一种基于改进图神经网络图形样本聚合(Graph-SAGE)的增量学习模型。首先,将轴向柱塞泵的不同故障振动信号构建为带标签的数据集,并通过数据增强生成了新的数据集;然后,采用K-最邻近法(KNN)分别构建了初始训练阶段和增量训练阶段的图结构数据(其中,初始阶段的图结构用于模型的初始训练,增量训练阶段的图结构用于增量训练);接着,为了确定最适合轴向柱塞泵故障图数据集的聚合方法,在初始训练阶段比较了不同聚合器对故障识别准确率的影响,并在增量训练阶段结合显性知识与隐性知识对模型进行了优化;最后,采用了实验的方式,验证了该模型的可行性,并通过对比实验和鲁棒性测试,对该模型的性能和稳定性进行了评估。研究结果表明:该增量学习模型在应对新增故障类型时表现优异,在轴向柱塞泵的复合故障识别中,平均准确率达到了92.35%,显著优于传统图神经网络在相同条件下的表现;同时,该模型在混合工况下的增量训练准确率达到了95%,展现出较强的适应性和鲁棒性。该方法能够有效应对不同的故障模式和工况条件,准确识别轴向柱塞泵的复合故障。 展开更多
关键词 轴向柱塞泵 故障诊断 增量学习 图神经网络图形样本聚合 K-最邻近法 图结构数据
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融合VMD和CNN的轴向柱塞泵配流盘故障诊断方法
18
作者 强熠宇 杨景昆 +2 位作者 石锐 关栋 秦永法 《机床与液压》 北大核心 2025年第16期156-163,共8页
配流盘是轴向柱塞泵关键的部件之一,长期运转会出现磨损,传统的故障诊断依赖于特征提取,但机械运转过程中噪声大,导致有效信号被淹没。针对配流盘故障检测问题,提出一种融合变分模态分解和卷积神经网络的配流盘故障识别方法VMD-CNN-BiLS... 配流盘是轴向柱塞泵关键的部件之一,长期运转会出现磨损,传统的故障诊断依赖于特征提取,但机械运转过程中噪声大,导致有效信号被淹没。针对配流盘故障检测问题,提出一种融合变分模态分解和卷积神经网络的配流盘故障识别方法VMD-CNN-BiLSTM-Attention。利用数据采集系统采集配流盘3种故障状态的振动信号;利用变分模态分解对振动信号进行预处理,并得到本征模态分量;最后,对本征模态分量进行样本熵计算,将得到的熵值输入卷积神经网络与双向长短记忆网络以及注意力机制结合的模型中进行训练,实现轴向柱塞泵配流盘故障分类。实验结果表明:相比VMD-CNN、CNN-BiLSTM、CNN方法,所提VMD-CNN-BiLSTM-Attention配流盘故障诊断方法在分类性能上表现出色,分类准确率最高为99.2%,能够有效提取振动信号特征,从而提高训练效率。 展开更多
关键词 变分模态分解 轴向柱塞泵 卷积神经网络 双向长短记忆 故障诊断
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海洋钻完井多用途往复泵可行性研究
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作者 谢梅英 张芳芳 +1 位作者 胡亮 黄维利 《机械工程与自动化》 2025年第3期227-229,共3页
研究了海洋钻完井用泵的现状,分析了泥浆泵、固井泵和压裂泵的工作原理、结构特点及工作制式,探讨了通过技术改造实现一泵多用的可能性。钻井泥浆泵、固井泵和压裂泵作为关键设备,各有其特点,泥浆泵连续工作,固井泵和压裂泵间歇工作。... 研究了海洋钻完井用泵的现状,分析了泥浆泵、固井泵和压裂泵的工作原理、结构特点及工作制式,探讨了通过技术改造实现一泵多用的可能性。钻井泥浆泵、固井泵和压裂泵作为关键设备,各有其特点,泥浆泵连续工作,固井泵和压裂泵间歇工作。提出了两种改造方案:方案一通过改造泥浆泵液力端,提升其使用压力实现一泵三用;方案二则考虑压裂泵或固井泵短期替代泥浆泵。方案一成本低、技术可行,是首选方案,而方案二因易损件寿命问题,仅适合短期备用。通过整合泥浆泵、固井泵和压裂泵的功能,实现一泵多用,可有效减少设备上井服务的时间和周期,降低作业风险,提高作业效率。 展开更多
关键词 海洋钻完井用泵 往复泵 一泵多用
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基于多场耦合的超高压柱塞泵变形分析
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作者 朱猛 李国庆 +2 位作者 冯战豪 彭嘉澍 余祖耀 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期132-139,共8页
深海环境下的超高压和低温工况对柱塞泵柱塞副变形具有显著影响,严重时可能导致柱塞卡滞或泄漏量增加。为模拟深海环境下某型柱塞泵的工作状态,分析其柱塞副变形特征,利用ANSYS Workbench仿真软件搭建该柱塞泵的流-固-热耦合仿真模型。... 深海环境下的超高压和低温工况对柱塞泵柱塞副变形具有显著影响,严重时可能导致柱塞卡滞或泄漏量增加。为模拟深海环境下某型柱塞泵的工作状态,分析其柱塞副变形特征,利用ANSYS Workbench仿真软件搭建该柱塞泵的流-固-热耦合仿真模型。同时,通过编写用户自定义函数指定柱塞和缸体的运动形式,对其进行多场耦合瞬态有限元变形分析。结果表明:该柱塞泵在设计工况下的最大等效应力为571.38 MPa,出现在高压区柱塞腔侧壁面;在运行过程中,泵内油液温度逐渐升高,配流副油膜由于受到巨大压力变化和摩擦作用,在高压区侧最高温度可达170℃;在多场耦合作用下,除柱塞副1和7外,其余柱塞副的最小间隙值均小于初始配合间隙10μm,其中柱塞副4的间隙值最小,仅为3.2μm,柱塞有卡滞风险。 展开更多
关键词 多场耦合 超高压 轴向柱塞泵 变形
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