， ， ， ， 　 (1.兰州理工大学 能源与动力工程学院， 甘肃 兰州　730050； 2.兰州理工大学 温州泵阀工程研究院， 浙江 温州　325105)

引言

BRW200/31.5型乳化液泵是典型的往复式阀配流卧式柱塞泵，由动力端和液力端两部分组成，柱塞数为三个，具有结构简单、运输安装方便、易维修、输出流量大，工作压力高等优点。目前广泛应用在井下采煤工作面作为支护设备的动力源，为液压支柱和液压支架提供高压乳化液，其工作状态的好坏与井下安全生产息息相关，对其性能的优化也显得越来越重要。目前国内使用较多的某公司生产的BRW200/31.5型乳化液泵，在使用过程中泵会出现容积效率不高、噪声大等问题，长时间的运行会造成严重的能源浪费和噪声污染[1，2]。为了解决上述问题，有必要对其进行理论分析和数值模拟仿真，为以后结构的优化提供参考。

1　动力端的理论分析

乳化液泵动力端的运动为泵在电机的带动下驱动曲轴旋转，曲轴带动连杆机构做从动，从而使柱塞在柱塞腔中做往复直线运动。其为典型的曲柄连杆机构，结构简图如图1所示[3]：

由图1可知位移:

S=R(1-cosα)+L(1-cosα)

(1)

由三角关系知：Rsinα=Lsinβ

图1　泵动力端结构简图

(2)

代入式(1)得:

(3)

进而求得速度加速度方程为:

(4)

(5)

BRW200/31.5型乳化液泵的结构参数为：曲柄转速ω=58.75 rad/s，曲柄半径R=0.033 m，连杆长度L=0.21 m。基于以上数学模型，运用MATLAB软件得出乳化液泵动力端柱塞的位移和速度曲线，如图2所示。由图形可知，柱塞的位移和速度均呈周期性变化，最大位移为66 mm，与柱塞的最大行程相吻合，最大速度约为2 m/s。……