双缸摆动活塞混输泵动力学特性理论研究

摘要

当前摆动活塞油气混输泵的研发普遍局限于单缸结构泵头体,限制了其性能提升与结构改进,使新型高性能混输泵头的发展与应用受到严重阻碍。针对这一问题,提出一种对置双缸结构摆动活塞混输泵,基于泵头关键部件建立了完备动力学理论模型,完成双缸泵头与单缸泵头动力学特性定量对比。结果表明,双缸结构泵头较单缸结构泵头呈现出显著动力性能优越性:滑板槽上方支撑力与下方支撑力的波动幅值分别减小51%和40%;工质压差力波动幅值降低38.8%;主轴前、后半周的滑板摩擦功耗幅值降幅均在30%以上,对应峰值转角则分别提前29°、滞后29°;主轴径向载荷和阻力矩变化周期减小一半,幅值降幅分别达38.7%和46.7%,且二者波动基本消除,极大提升了整机运转稳定性;滑板综合摩擦和整机能耗分别下降7.5%、5.5%,创新了油气混输用摆动活塞泵头体结构,建立了双缸泵头动力学分析基础理论,为高性能泵头研发提供技术支撑,对于推动国内油气混输技术的发展具有重大意义。