锥形缸体球面配流副润滑特性建模及试验验证

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。     

轴向柱塞泵配流盘摩擦副材料的磨损实验研究

轴向柱塞泵结构相对紧凑复杂,其可靠性与寿命的长短主要取决于三大摩擦副,缸体-配流盘摩擦副、缸体-柱塞摩擦副和斜盘-滑靴摩擦副,同时与该三对摩擦副的热处理工艺、加工精度以及配对材料相关,其中选用合理摩擦副材料最为重要。该文开展轴向柱塞泵缸体-配流盘摩擦副的磨损实验研究,选用缸体材料为烧结铜、ZQAL9-4,选用配流盘材料为25Cr3MoAl、18CrMnTi以及38CrMoAl,组成三对摩擦副,使用立式万能摩擦磨损试验机进行实验。结果发现以烧结铜、38CrMoAl为配对材料的摩擦副摩擦系数较低,且具有最小的磨损量,可以推荐作为轴向柱塞泵配流副材料选用,实验结果为解决配流盘磨损问题提供一定的参考性依据。     

考虑表面接触力的滑靴副油膜特性分析方法

由于受倾覆力及刚体表面粗糙度影响,液压柱塞泵斜盘-滑靴运动副(滑靴副)在相对运动时处于混合润滑状态。斜盘和滑靴表面接触引起弹性和塑性变形,进而产生表面接触力。接触力与油膜厚度密切相关,在油膜特性分析时不应被忽略。提出一种基于流体动压润滑理论的滑靴副油膜特性(油膜厚度、压力分布、油膜间隙流量)的分析与计算方法,考虑了滑靴副粗糙表面的支撑力影响。在雷诺流体动压润滑方程基础上,考虑滑靴副刚体表面粗糙度水平和油膜厚度,计算液压柱塞泵不同工况下的表面接触支撑力,并将接触力融入运动副的受力方程。提出了基于改进的雷诺流体动压润滑方程的数值计算方法,并进行了仿真分析,通过间接对比滑靴副间隙流量的仿真结果,证实了提出方法的有效性和结果的准确性。     

轴向柱塞泵滑靴和配流盘摩擦副的设计方法

本文对轴向柱塞泵中的滑靴-斜盘和配流盘-缸体这两对关键摩擦副的几种设计方法(包括剩余压紧力设计法、油膜压力反馈设计法和油膜挤压效应设计法)进行了分析,重点介绍了结沟与工艺上比较合理的方案的新设计方法和初步试验结果。     

YCY14-1B型轴向柱塞泵的修理(二)

３．主要零件修理方法ＹＣＹ１４－１Ｂ型轴向柱塞泵主要由泵体、泵壳、柱塞滑靴组件、缸体、配流盘,以及变量活塞和伺服滑阀等组成。在工作过程中易出现故障的零部件是配流盘、柱塞滑靴组件和缸体等部分。下面分别介绍它们的故障原因及修理方法（图１为ＹＣＹ１４－１Ｂ型泵主体部分轴测图）。（１）配流盘ＹＣＹ１４－１Ｂ型柱塞泵在工作过程中经常出现的故障：建立不起压力或压力提不高、泵不出油或流量不足等。这些故障原因往往是用油不清洁,造成配流盘磨损、拉毛甚至出现烧盘现象,从而使配流盘与缸体配流平面、配流盘与泵体配流面之…     

轴向柱塞泵滑靴副润滑特性分析

滑靴副的润滑特性直接影响着轴向柱塞泵的效率和使用寿命等工作性能,而油膜厚度和承载力是其衡量润滑特性的重要指标,为此开展柱塞泵滑靴副的油膜厚度及承载力的研究。在静压支承的基础上确立了滑靴副油室压力反馈模型,根据损失功率最小求得最佳油膜厚度,计算滑靴密封带处油膜压力分布。再通过建立滑靴副三维流道模型,进行流体仿真验证压力计算数值模型。理论模型和数值分析揭示了轴向柱塞泵滑靴副油膜承载能力的变化规律,为液压源的设计和开发打下了理论基础。     

油膜破裂条件下柱塞泵配流副摩擦磨损性能研究

为了探究轴向柱塞泵配流副工作过程中油膜破裂时,配流副接触情况和磨损。根据配流副在实际工况建立了配流盘与缸体摩擦副的流-热-力耦合模型和基于退化系数的磨损预测模型。分析边界润滑条件（油膜破裂）下配流副温升、应力、应变及磨损。并分析了温升对应力、应变和磨损的影响。研究结果表明：配流副接触面应力、应变随油液压力呈周期性变化。油膜破裂情况下,缸体旋转360°最大温升为30.560℃。配流盘的最大应力为90.046MPa,相较于不考虑温升应力增大了21.310MPa。且配流盘应力分层,使得配流盘变形分化,变形主要发生在配流盘排油区外密封带。通过磨损模型分析,油膜破裂下缸体旋转360°磨损量为0.0033mg,相较于不考虑温升磨损增加了0.0009mg,说明温度会加剧磨损。     

轴向柱塞泵关键组件技术应用——据烟台艾迪液压科技有限公司专家童桂英报告整理

正斜盘式轴向柱塞泵关键组件主要有柱塞和滑靴、缸体和配流盘、回程机构、传动轴和轴承等,这些组件的关键技术如果控制不好直接影响泵的工作质量,甚至无法工作,下面基于在实际生产中遇到的问题及问题解决谈一点看法。柱塞与滑靴柱塞与滑靴需要解决的关键技术是,柱塞与缸体孔的配合间隙:滑靴与斜盘的配合间隙;柱塞与滑     

柱塞泵滑靴副润滑特性分析

滑靴副的润滑特性直接影响柱塞泵的效率和使用寿命,油膜厚度和承载力是衡量其润滑特性的重要指标,为此开展柱塞泵滑靴副的润滑特性研究。基于油室压力反馈模型,求得最佳油膜厚度,计算滑靴密封带处油膜压力分布;再通过建立滑靴副流道模型,进行流体仿真验证压力计算数值模型。通过数值计算和流体仿真得出结论:密封带处油膜压力呈环形分布,且随半径的增大逐渐减小,当负载压力增大时,密封带处压力也随之增大,油膜承载力提高。理论模型和数值分析揭示了轴向柱塞泵滑靴副油膜承载能力的变化规律,为液压源的设计和开发打下理论支撑基础。     

盾构机液压柱塞泵损坏原因解析

该文分析斜轴式液压柱塞泵损坏原因及柱塞滑靴与斜盘摩擦副静压油膜机理,论述不同转速、压力下滑靴油膜特性。     

重型汽车中桥减速器润滑油中磨损颗粒分析

重型汽车中桥减速器在工作过程中其摩擦副接触表面因相对运动而产生的磨损颗粒进入润滑油中,导致润滑油性能下降;磨损颗粒随润滑油进入摩擦副接触表面,摩擦副磨损加剧。根据重型汽车的运行特点,每隔一定里程数对减速器润滑油进行取样,综合分析在用润滑油中磨损颗粒物的大小、形貌及成分。结果表明：减速器在用润滑油中磨损颗粒主要成分是铁屑和铜屑,磨损颗粒主要来自于球面垫片（铜）及其配副的摩擦以及齿轮副间的摩擦。具体分析磨损颗粒产生过程及形成机制,为重型汽车中桥减速器中运动摩擦副的设计及制造提供理论依据。     

斜盘泵滑靴副剧烈磨损过程的动态特性分析

斜盘泵在发生滑靴副磨损故障时表现出与正常状态下完全不同的动态特性。为深入分析滑靴磨损量对滑靴副动态特性的影响,在不考虑滑靴倾斜的条件下,建立了描述滑靴剧烈磨损的动力学模型。通过对滑靴磨损过程的发展机理分析,采用近似圆弧进行拟合的方法得到磨损量与磨损轮廓的数学描述方程;同时给出滑靴磨损状态的压力控制方程、膜厚方程、流量平衡方程和力平衡方程,由此建立滑靴在压油区的动力学模型。通过数值分析得出磨损量与滑靴副泄漏量、压力分布、滑靴承载力以及最小油膜厚度之间的变化规律。结果表明:滑靴泄漏量随滑靴磨损量的增加而变大,从而加快滑靴底面油膜压力沿滑靴径向的递减速度,进而降低滑靴的承载力,减小滑靴的最小油膜厚度,削弱滑靴副适应载荷变化的能力。     

航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究（连载4）航空液压泵的寿命影响因素研究与分析

从定量研究航空液压泵环境工况参数与寿命之间关系的需求出发,介绍了影响航空液压泵寿命的因素与磨损寿命定量关系研究的方法。温度提升对于泵寿命的影响主要在于改变摩擦副油膜特性,从而劣化其润滑摩擦状况,加速磨损。分别介绍了基于试验、解析和数值方法对摩擦副油膜特性的研究成果,并对比分析了各种方法的优点和局限性。针对使用流体-固体-热耦合模型的油膜特性分析方法进行了详细说明。最后,对现有的基于油膜特性分析的磨损寿命估计方法、加速寿命试验方法,寿命模型的校核和验证方法进行了总结。     

钢质齿轮副在微纳米混合磨合油中的磨合试验研究

将微米和纳米固体粉末单独或混合加入到68#机械油中,配制了5种微米、纳米或微纳米混合磨合油,并试验研究了5种磨合油分别应用于钢质粗糙软齿轮副间的磨合磨损行为和作用机制。研究结果表明:当混合磨合油中微米颗粒粒度比齿面三维粗糙度Sa值小时,磨粒磨损并不显著,且纳米微粒起到加剧磨合磨损的作用。当混合磨合油中微米颗粒粒度比齿面三维粗糙度Sa值大时,磨粒磨损显著,但纳米微粒起到缓和磨合磨损的作用。齿面三维形貌表明纳米颗粒对齿轮副表面有填充作用,对磨合后齿面形貌的结构有较大影响。磨合试验中还发现了因齿面副两表面磨损率差形成的负电阻现象。     

表面粗糙度对配流副润滑特性的影响

为研究表面粗糙度对轴向液压柱塞泵马达配流副润滑特性的影响,引入Weierstrass-Mandelbort分形函数,对不同幅值的表面粗糙度的表面形貌进行二维和三维模拟,建立考虑表面粗糙度的流固热耦合下的配流副油膜润滑模型,采用中差分形式的有限差分法和松弛迭代法对其进行数值求解,并分析油膜厚度、油膜压力、油膜承载力、摩擦因数等性能参数随着表面粗糙度幅值变化的规律。通过盘-盘形式的配流盘-缸体摩擦磨损试验,得到不同幅值的表面粗糙度下配流副摩擦因数,对所建立的数学模型进行验证。数值计算结果表明,表面粗糙度幅值的增大会引起油膜承载力增大,但也会引起最大油膜压力和摩擦因数的增大,导致摩擦性能下降。摩擦磨损试验发现,表面粗糙度增大,配流盘表面摩擦磨损情况加剧,配流副润滑性能和耐磨性能整体降低。因此在配流盘表面加工处理中,应适当降低其表面粗糙度。     

Effect of molybdenum disulphide upon the friction and wear in ceramic–steel pair

Friction and wear tests between a stationary block and a rotating ring under lubrication with molybdenum disulphide (MoS₂) were carried out at room temperature at a sliding distance of 500 m. Silicon nitride and cemented carbide blocks were pressed against a bearing steel ring, silicon nitride-bearing steel and cemented carbide-bearing steel pairs, by a load of 1600 N. The effect of molybdenum disulphide upon the coefficient of friction and the wear of the steel ring was discussed for both pairs in comparison with mineral oil lubricants. Molybdenum disulphide was more effective in reducing the coefficient of friction and the wear of the ring than the oil lubricants. Various mechanical pretreatment for forming MoS₂ film on the ring surface prior to the sliding tests were also considered. The mechanical pretreatment enabled the sliding test with the low friction coefficient even without lubrication over the sliding distance of 500 m. In general, the coefficient of friction and wear loss of the steel ring were smaller in the silicon nitride-bearing steel pair than in the cemented carbide-bearing steel pair.     

陶瓷─铸铁摩擦面上形成的表面膜对其摩擦学特性的影响

在Ｍ─２００环─块磨损试验机上研究了陶瓷─铸铁配副在蒸馏水和空气润滑下的摩擦学特性，并以陶瓷─碳钢配副作为对比，对磨损后的试样磨面进行了扫描电镜和光镜观察，采用俄歇电子能谱（ＡＥＳ），Ｘ射线能谱（ＥＤＡＸ）以及图象分析等方法对表面膜进行了分析。结果表明：Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与铸铁在蒸馏水润滑下配副获得了非常优异的摩擦学特性，其摩擦系数仅为０．０２，系统的磨损率几乎接近于零，其原因是由于在磨面上形成了具有一定厚度和面积的化学反应膜；当Ｓｉ３Ｎ４与碳钢在蒸馏水润滑下配副时，由于在磨面上不能形成有效的化学反应膜，所以摩擦系数仍然崐较高；当Ａｌ２Ｏ３与金属配副时，在陶瓷磨面上形成了材料转移膜，转移膜的形成大幅度减轻了陶瓷磨损，但却加剧了金属的磨损，并使摩擦系数升高     

船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副混合热弹流润滑分析

凸轮-滚轮副是大功率船用发动机配气机构的关键摩擦副,除受到弹簧力和自身的惯性力之外,还受到来自喷油器的极高燃油压力,工作条件极为苛刻。为了分析该摩擦副的性能,建立船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副的混合热弹流润滑模型,计算燃油压力作用下的摩擦副油膜润滑、摩擦温升和磨损性能。结果表明：喷油器的燃油压力会显著降低凸轮-滚轮摩擦副之间的油膜厚度,同时产生较为严重的微凸体接触;随着环境温度的提高,凸轮-滚轮副的油膜厚度以及油膜温升会有所下降,而微凸体接触压力、摩擦力以及摩擦功率均会显著增加;滚轮打滑会造成凸轮-滚轮摩擦副的油膜厚度下降,同时导致油膜温升以及微凸体接触压力增大和并且致使表面磨损显著加剧。