為了提高徑向柱塞泵的額定壓力，在JBP-40 型徑向柱塞泵的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將額定壓力由28MPa 提高到35MPa。在高壓下對(duì)該徑向柱塞泵的連桿進(jìn)行受力分析，并采用ANSYS 軟件對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析，驗(yàn)證其強(qiáng)度和剛度。結(jié)果表明當(dāng)額定壓力提高到35MPa 時(shí)，連桿的強(qiáng)度和剛度是足夠的，為高壓徑向柱塞泵的研究提供了依據(jù)。

引言

　　徑向柱塞泵是一種容積效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、流量均勻性好、噪聲低、工作壓力高的新型液壓元件。我校所研制的新型變量徑向柱塞泵目前屬國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)，但仍不能滿足工程機(jī)械對(duì)高壓徑向柱塞泵的需求。因此在節(jié)約成本、簡(jiǎn)化工藝的前提下，對(duì)該徑向柱塞泵進(jìn)行改進(jìn)，將額定壓力由28MPa 提升到35MPa， 實(shí)現(xiàn)徑向柱塞泵的高壓化，是企業(yè)迫切需要解決的難題。連桿作為徑向柱塞泵的關(guān)鍵零件之一， 承受壓縮力及彎矩的共同作用，故決定在高壓35MPa 下對(duì)JBP-40 型徑向柱塞泵連桿進(jìn)行有限元分析。

1、徑向柱塞泵簡(jiǎn)介

　　新型徑向柱塞泵是一種軸配流徑向柱塞泵，柱塞在轉(zhuǎn)子(缸體)內(nèi)成輻射狀配置，滑靴與定子構(gòu)成一對(duì)高速滑動(dòng)摩擦副。柱塞、轉(zhuǎn)子柱塞孔和配流軸形成密閉容腔，當(dāng)柱塞向外移動(dòng)伸出時(shí)，密閉容腔增大并與配流軸的進(jìn)油口相通，液壓油液被吸入密閉容腔;當(dāng)柱塞向內(nèi)收縮時(shí)，密閉容腔減小并與配流軸的出油口相通，液壓油液被排擠到出油口。每轉(zhuǎn)1 周，7 個(gè)柱塞各完成一次吸油和排油。由大小控制柱塞控制定子的偏心距，通過改變偏心距的大小改變排量。根據(jù)工況需要改變泵軸旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，液流進(jìn)出油口也將改變。JBP-40 型徑向柱塞泵的主要參數(shù)有： 額定壓力28MPa， 額定轉(zhuǎn)速1500r/min，排量40mL/r。

2、有限元分析

　　2.1、有限元模型

　　徑向柱塞泵的連桿是由40Cr 制成的。利用Pro/E軟件對(duì)連桿進(jìn)行實(shí)體建模(忽略中心阻尼孔處對(duì)彈性變形影響不大的結(jié)構(gòu))，然后再以Parasolid 格式導(dǎo)出*.xmt-txt，再將此文件導(dǎo)入到ANSYS 中。模型導(dǎo)入ANSYS12.0 后，劃分網(wǎng)格時(shí)，單元類型采用Solid45 單元，單元大小設(shè)置為4mm，對(duì)其進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，劃分后的有限元模型由9084 個(gè)節(jié)點(diǎn)和42 278 個(gè)單元組成。劃分網(wǎng)格后的有限元模型如圖1 所示。連桿滑靴的材料模型設(shè)置如下：材料為40Cr，彈性模量為206GPa，泊松比為0.28。

圖1 連桿的有限元模型

5、結(jié)論

　　(1)在額定壓力35MPa 下對(duì)JBP-40 型徑向柱塞泵的連桿進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析， 其疲勞安全系數(shù)大于許用疲勞安全系數(shù)，連桿的應(yīng)變較小，在可承受范圍之內(nèi)，說明連桿的強(qiáng)度、剛度足夠;

　　(2)在最高壓力43.75MPa 下的有限元分析結(jié)果表明連桿的疲勞安全系數(shù)偏低，滑靴底面變形較大，不能長(zhǎng)時(shí)間在此工況下運(yùn)行;

　　(3)將JBP-40 徑向柱塞泵的額定壓力由28MPa 提高到35MPa，連桿的強(qiáng)度和剛度足夠，對(duì)該系列徑向柱塞泵的高壓化研究有一定的指導(dǎo)意義。