基于一种新型近无泄漏立式柱塞泵,运用ABAQUS建立立式柱塞泵橡胶密封腔的有限元模型,仿真模拟了立式柱塞泵的工作过程。首先分析橡胶套在自然状态和最大行程状态下的Von Mises应力、剪切应力,推测橡胶套在工作过程中因应力松弛导致失效的部位。根据橡胶密封构件的Mises屈服准则和Tresca最大切应力准则判断应力最大处是否会造成密封构件失效;然后分析了流体压力和摩擦系数对该橡胶套密封性能的影响,结果表明流体压力和摩擦系数的增加会增大橡胶套的最大Von Mises应力和最大接触压力,进而导致橡胶套过早发生失效的情况。在近无泄漏立式柱塞泵的结构设计中应考虑流体压力和摩擦系数对密封套密封性能的影响。

针对传统立式柱塞泵在特殊工况下的漏油问题,设计了一种新型立式柱塞泵结构,并对其效率进行研究。以传统凸轮驱动立式柱塞泵为研究对象,在其柱塞端加入直筒型弹性密封构件,泵体与柱塞位置采取倒置方式,凸轮通过滚子轴承与泵体接触作往复直线运动,利用橡胶密封套代替密封圈防止泄漏。在对立式柱塞泵结构和工作原理分析的基础上,计算柱塞泵容积效率及机械效率。计算结果表明,该设计容积效率为98.4%,机械效率为95.2%,性能及效率均有所提高,且无油液污染,可作为一种小型柱塞泵为医用仪器及设备提供动力。