动态齿轮流量计关键技术研究

申请者长期从事齿轮流量计、齿轮泵、齿轮马达的科学研究，本项目是在申请者获得的国家发明专利"一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计ZL2008101317225"、"高压动态内齿轮流量计ZL2008100835481"和实用新型专利"平衡式多齿轮高压动态流量计ZL2006200060268"、"一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计ZL2009202677266"的研究基础上提出的；利用申请者设计的行星齿轮泵排量大、流量压力脉动低的特性，设计了行星齿轮流量计，用于测量液压系统高压侧的稳态流量；利用在主油路安装节流阀后，把微型化的高压动态齿轮流量计旁路到被测高压液压系统中，测量旁路系统的动态特性，从而获得主油路的动态特性，克服了普通齿轮流量计转动惯量大的缺点，结构新颖巧妙，是动态流量计设计的结构创新。拟申请的研究项目符合现代动态流量计设计的发展方向，对航空航天领域中的电液伺服控制系统，具有重要应用价值。

1、项目的背景.高压液压系统动态流量的测试是液压测试的难点，目前国内液压系统高压侧的动态流量测量，多采用间接测量法，但由于流体介质本身性质的不确定性，处于变速流动状态的介质内部存在着粘性摩擦力、惯性力的作用，流体内部还会产生不稳定的漩涡和二次流等复杂流动现象，以及流动状态、边界条件、现场测试环境、管理条件等的不同，使得受到以上各种条件影响很大的间接式动态流量计不可能适用于各种测试环境。本项目研究的目的是设计一种用于高压液压系统动态流量测量的动态齿轮流量计，为动态齿轮流量计的设计提供理论依据和方法指导。.2、重要结果.（1）利用行星齿轮流量计、多齿轮流量计排量大、流量压力脉动低的特性，通过对其进行的流场仿真、优化设计、理论分析和实验，建立了用于测量液压系统高压侧的稳态流量的行星齿轮流量计、多齿轮流量计的设计准则；.（2）通过流场数值模拟，建立并完善旁路节流型动态齿轮流量计的设计方法，搭建了动态流量计动态性能实验台。利用在主油路安装节流阀后，把微型化的高压动态齿轮流量计旁路到被测高压液压系统中，通过测量旁路系统的动态特性，获得主油路的动态特性；该动态流量计具有转动惯量小，动态响应频率可以达到20Hz以上，精度可以达到0.5级以上；科学意义：该实验台可以完成动态齿轮流量计的动态性能测试。.（3）搭建了一种非接触式转速检测实验装置，用于模拟齿轮流量计齿轮转速的动态波动与测量，实验结果表明，不仅可以模拟齿轮流量计的本体在测量液压系统流量时的流量波动，而且可以在该实验台上进行二次仪表的设计与实验，同时还能进行模拟流量计齿轮的不同材料、壳体不同的材料、不同性质的齿轮转速传感器等。科学意义：该模拟实验理论上可以模拟11Hz以上的速度波动率。.3、关键数据及科学意义.建立了用于测量液压系统高压侧的稳态流量的行星齿轮流量计、多齿轮流量计的设计准则；建立了动态齿轮流量计动态性能测试实验台，该实验台可以完成动态齿轮流量计的动态性能测试，动态响应频率可以达到20Hz以上，精度可以达到0.5级以上。建立了可以模拟11Hz以上的速度波动的齿轮转速实验台。