[01481489]工程机械用高端轴向柱塞泵数字化设计系统

该项目属于流体传动与控制、计算机辅助设计领域。 工程机械是装备工业的重要组成部分，其运动和机构动作的动力源为轴向柱塞液压泵，长期以来轴向柱塞液压泵设计的核心技术一直被国外所垄断(如德国力士乐、德国林德、美国萨澳丹弗斯、日本川崎等)。中国液压技术发展时间短，技术力量薄弱，自主设计、创新能力不足，企业大多依赖对国外产品的仿制，设计出的液压泵品质较差，主要供应二级维修市场。与国内工程机械龙头企业如徐工、三一重工、临工等配套的高端液压泵大多依赖进口，这成为制约中国高端装备发展的瓶颈。 为提高国内高端轴向柱塞泵的设计水平和设计效率，该项目在山东省重点计划(工程机械用高端轴向泵数字化系统的研究，2018GGX104007)的资助下，联合烟台艾迪液压科技有限公司，经过四年多的潜心研究和产学研联合攻关，突破了轴向柱塞泵关键零部件数字化结构设计的关键技术，取得了以下成果： (1)以满足泵的额定压力和排量为条件，以达到高的功率密度、使用寿命(按挖掘机主机厂要求超过10000小时)为目标，通过有限元分析、CFD流场分析以及对现有国外泵关键件结构尺寸的大数据统计，推导出了泵关键零部件如柱塞、缸体、滑靴、配流盘、输入轴等结构尺寸理论求解公式，开发了轴向柱塞泵数字化设计系统，该系统可根据液压泵的排量、额定压力、转速等基本参数自动优化设计解算泵关键零件的结构尺寸，实现设计的智能化、模块化、可靠化和快速化，同时提高企业的自主设计和创新能力。 (2)针对SolidWorks三维设计软件进行了二次开发，创建了轴向柱塞泵关键件参数化设计插件，通过尺寸驱动实现每个关键件的参数化三维设计，并自动实现泵关键组件装配，提高了设计效率。 (3)为解决配流盘的烧盘和滑靴过度磨损的问题，推导出了轴向柱塞泵两大关键摩擦副，如缸体和配流盘、滑靴和斜盘的力学平衡计算公式，并通过实践不断修正公式的系数，创建了力学平衡校核计算系统，提高了计算效率和解决问题的速度。 该项目获授权实用新型专利1项、软件著作权7项，发表学术论文5篇(其中SCI收录2篇，EI收录1篇)。 该项目成果已在烟台艾迪液压科技有限公司等推广应用，共开发设计了五个系列泵，并对四个系列的泵或马达摩擦副的密封带尺寸等参数进行了优化设计，取得很好的效果。利用该数字化设计系统设计及优化的高端液压泵已经在三一重工、徐工、临工、柳工等10余家工程机械主机厂配套，泵的容积效率达到95％以上、机械效率90％以上，产品寿命超过12000小时，故障率仅为0.13％(已达到国外同类产品水平)。近三年的销售额约6.07亿元，利润约1.32亿元，经济效益显著。