柱塞泵作为高压高效的泵类机械,在石油开采、化学工业、城市供水等需要高压力的场合有着不可替代的作用。不同应用场合有不同的排出压力和排出流量要求,在选择、设计、检测柱塞泵时,缺乏一个通用的柱塞泵性能分析软件,因此开发一个综合性的柱塞泵性能分析程序是非常必要的。柱塞泵运转过程中,运动部件的不平衡质量会给设备造成额外的扰力(矩),分析计算扰力(矩)对柱塞泵安装基础设计以及安全运行具有重要意义。本文在对柱塞泵进行运动分析和动力分析的基础上,基于MATLAB/GUI软件开发了可视化的柱塞泵性能分析界面,主要研究内容如下:(1)对柱塞泵进行运动分析。柱塞泵的主运动机构为曲柄滑块机构,曲轴的偏心矩即曲柄半径,采用机械原理推导柱塞泵运动参数计算公式,根据柱塞在泵运转过程中的运动形态,分析柱塞泵的流量脉动、流量损失等参数,同时分析柱塞泵的连杆比对柱塞运动的影响规律。(2)对柱塞泵的主要零部件进行受力分析。对柱塞泵曲柄滑块机构中的曲轴、曲柄、连杆以及介杆进行受力分析,得到连杆、介杆、柱塞的受力计算公式以及连杆的摆角速度、角加速度的计算公式。通过对柱塞泵整个系统的动力学计算,得到柱塞泵的曲轴在工作时的受力情况。(3)分析柱塞泵的扰力以及扰力矩。对柱塞泵的扰力以及扰力矩产生的原因进行归纳总结,对典型的三缸单作用柱塞泵和5DW型(五对置)高压对置式柱塞泵进行扰力分析,总结得到多缸对置柱塞泵和多缸非对置柱塞泵的扰力计算通式,利用MATLAB分析扰力随曲柄转角的变化规律。通过对柱塞泵扰力的分析,总结出减小扰力的方法。(4)开发柱塞泵性能分析可视化界面。在Windows平台上基于MATLAB的GUI开发环境,建立柱塞泵运动学、动力学、扰力(矩)分析程序,对本课题所研究的5DW高压对置式柱塞泵进行整体性能的分析。