轴向柱塞泵配流副压紧系数技术及试验研究

针对轴向柱塞泵配流副压紧力不匹配导致的"烧盘"问题,运用理论计算和CFD仿真分析方法,提出一种配流副压紧系数计算方法。该文基于某型号轴向柱塞泵配流副,利用Fluent软件建立了轴向柱塞泵三维仿真模型,运用滑移网格和动网格技术对轴向柱塞泵配流副流场进行了CFD动网格仿真分析,得到了不同时刻配流副压力变化规律,提取了配流副油膜压力云图变化角度,并计算了配流副360°压紧系数变化规律。通过理论计算、仿真分析和500小时台架满载可靠性试验,配流副表面磨损状态良好,配流副压紧系数计算方法得到验证。     

轴向柱塞泵配流副润滑特性分析

配流副润滑特性直接影响柱塞泵的使用性能及工作特性,而油膜承载力是衡量润滑特性的重要指标,为此开展轴向柱塞泵配流副油膜承载力的研究。首先根据柱坐标下雷诺方程(Reynolds)推导配流副楔形油膜压力场模型,其次建立配流副稳态计算模型,借助CFD流场仿真软件分析油膜承载力对配流副润滑特性的重要影响。对比理论模型与仿真结果,验证理论模型的正确性,为轴向柱塞泵的性能优化奠定基础。     

轴向柱塞泵配流副润滑特性的研究进展

介绍了国内外有关轴向柱塞泵配流副润滑特性方面的研究成果，并进行了综合分析和比较。指出需借鉴国外现有的关于轴向柱塞泵配流副压力分布规律的理论，确定最佳剩余压紧系数，现有的配流副结构设计方法和理论依据需进一步完善。建立了轴向柱塞泵配流副润滑特性试验平台，可在不同压力、温度、转速、结构下测试配流副间隙并得出配流副润滑膜的形成及变化规律。通过润滑特性测试平台还可以确定最佳水液压柱塞泵配流副润滑结构和材料配对，为研制出性能良好的轴向柱塞式水液压泵奠定实验基础。     

高转速条件下轴向柱塞泵配流副摩擦磨损特性

结合轴向柱塞泵配流副实际受力与运动形式，使用盘-环试验机在L-HM 46抗磨液压油润滑条件下，研究轴向柱塞泵配流副(38CrMoAl-CuPb15Sn5)在高转速(1800 r/min)的摩擦磨损特性并分析磨损机理。实验结果表明：与中低转速相比，高转速测试条件下的配流副更易发生粘着磨损；38CrMoAl经调质、渗氮处理后与CuPb15Sn5组成的配流副在高转速工况下摩擦磨损性能良好，其磨损率比38CrMoAl未经热处理和只渗氮处理配流副分别降低69%和57%；调质热处理可改善38CrMoAl的表面特性，减少摩擦过程中CuPb15Sn5在其表面的附着继而改善配对副摩擦特性，将有助于提高配流副的工作寿命。     

流量均匀、液压力平衡的轴向柱塞泵理论研究

鉴于传统的斜盘式和斜轴式轴向柱塞泵存在流量脉动和由此产生的压力脉动,且存在轴向液压力(力矩)不平衡,该文提出一种理论流量均匀、液压力平衡的轴向柱塞泵,指出了实现轴向柱塞泵流量均匀的必要条件,同时对该柱塞泵的配流副情况进行了分析,从理论上证明是可以实现液压力(力矩)平衡的,完善其基本理论,同时也为该类轴向柱塞泵的设计提供理论基础.     

斜盘式轴向柱塞泵配流副失效原因的研究

在工程机械液压传动系统中,经常出现配流副早期磨损失效,导致斜盘式轴向柱塞泵磨损失效。通过对配流副润滑油膜厚度的实验研究和综合分析,得出配流副磨损失效的主要原因是油液中的污染物造成的,并提出改善配流副工作性能、延长泵使用寿命的措施。     

轴向柱塞泵配流副油膜的实验研究

本文通过实测配流副间的油膜厚度,分别考察了转速,压力和斜盘摆角变化对油膜厚度的影响。根据实测数据综合分析,探讨了轴向柱塞泵配流副早期磨损“烧盘”的机理及其成因,并提出改善配流副工作性能的措施。     

水介质液压泵锥形轴配流副轴承间隙的计算

以水介质轴向柱塞液压泵的锥形轴配流副为研究对象,对其在稳定工作状态下形成的滑动轴承的径向间隙计算方法进行了研究。采用等效结构参数法将配流副滑动轴承化为轴向推力轴承,根据柱塞轴向液压交变作用力引起轴承内水膜的变化特征推导出水膜厚度变化的速度,再依据锥顶体薄膜挤压效应公式计算出了轴承的径向间隙,结果表明径向间隙是柱塞泵工作压力和配流副结构参数的函数。     

轴向柱塞泵摩擦副的研究进展

现代液压中,柱塞泵作为能量转换的执行部件,是液压系统中最为核心动力的装置之一。其广泛应用于船舶、石油开采、工程机械等领域。柱塞泵按照柱塞的排列形式不同,有径向柱塞泵与轴向柱塞泵之分。轴向柱塞泵较径向柱塞泵而言,结构更加简单,制造成本更低,其端面配流的结构更易实现无极变量,且体积小、重量轻、维修方便,在技术经济指标上占更大优势,因此,端面配流的轴向柱塞泵是当今使用最为广泛的柱塞泵[1]。     

斜盘轴向柱塞泵配流副流固耦合润滑机理研究

当斜盘轴向柱塞泵处于高压工况时，其配流盘会产生翘曲变形。基于弹性流体动力润滑理论，建立斜盘轴向柱塞泵配流副流固耦合模型，求解配流副润滑控制方程，分析了斜盘轴向柱塞泵缸体转速、缸体倾角、液压油黏度、配流副油膜厚度、配流副密封带宽度等工况与结构参数对其配流盘发生翘曲变形的影响。研究显示：斜盘轴向柱塞泵配流盘变形云图以腰形槽中心连线为轴线呈现一定的对称分布；配流盘高压侧外密封带区域变形最大，配流盘低压侧外密封带区域变形最小；在相同工况下，配流盘的材料与结构影响配流副油膜厚度与形状。     

轴向柱塞泵配流副间隙的实验研究

一、前言由缸体和配油盘组成的配流副是轴向柱塞泵的关键部件之一。轴向柱塞泵的故障有相当一部分是由于配流副的磨损失效引起的。为了弄清配流副油膜厚度及其变化规律,笔者实测了B_1-725型斜轴式轴向柱塞泵配流副的油膜厚度,考察了油泵压力、转速、油温及缸体摆角的变化对油膜厚度的影响。     

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。     

液压柱塞泵的噪声控制

本文以降低液压柱塞泵的噪声为目的,围绕液压柱塞泵配流过程的数学模型、配流噪声的测试方法及配流结构的优化设计等内容展开了全面的理论分析和试验研究。最终通过对液压柱塞泵主要噪声源之一的配流噪声的控制,使63SCY14—1B 轴向柱塞泵的整体噪声明显降低。     

轴向柱塞泵配流副与滑靴副润滑特性试验系统的研制

论述了轴向柱塞泵配流副与滑靴副润滑特性试验系统的组成和工作原理。详细介绍了系统各部分结构和功能。通过润滑特性试验系统，可以在不同压力、温度、转速、材料、结构下测试配流副与滑靴副间隙，并得出润滑膜厚度、承载力和泄漏流量等润滑特性参数之间的关系。该润滑特性试验装置使用高精度电涡流位移传感器测量配流副与滑靴副间隙，以保证对润滑膜厚度的测量误差小于1μm。通过润滑特性测试平台还可以确定出最佳的水液压柱塞泵配流副与滑靴副润滑结构和材料配对，为研制出性能良好的轴向柱塞式水液压泵奠定坚实的实验基础。     

水压轴向柱塞泵配流副流场的CFD解析

利用CFD(Computational fluid dynamics)软件对水压柱塞泵的配流副流场进行了数值解析;获得了水膜流场的速度、压力分布及其泄漏流量;对3种不同结构的配流副流场特性进行了比较分析,同时与经典润滑理论的计算结果进行了对比;仿真结果为水压柱塞泵配流副的结构设计或改进提供了参考。     

轴向柱塞泵平面配流副的优化设计模型研究

轴向柱塞泵平面配流副的优化设计模型研究李小宁毕诸明路建萍（南京理工大学制造工程学院２１００９４）１引言轴向柱塞泵平面配流副是指由泵缸体与配流盘组成的转动摩擦副。在工作时，配流副之间的高压液体对缸体产生必要的反推力和反推力矩，以平衡柱塞对缸体产生的压紧...     

直线电机驱动水液压柱塞泵运动规划及仿真分析

水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重,为解决传统斜盘式水液压柱塞泵流量脉动大的问题,提出了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵结构。通过研究恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划,选取了直线电机以三角波间隔T/4相位差的运动方案,以实现双直线电机双作用水压柱塞泵实际输出较小的流量脉动。应用AMESim软件,构建了两种不同配流方式的双直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型。仿真发现,柱塞配流电机柱塞泵相比阀配流,其压力和流量脉动很小,其压力脉动幅度小于2%,流量脉动率仅为0.008。     

一种十字摆盘驱动式轴向柱塞泵结构设计

 轴向柱塞泵作为液压系统的核心动力元件,具有额定压力高、流量大、功重比高等优点,传统斜盘式柱塞泵结构复杂,易导致滑靴磨损,且柱塞与缸体之间具有较大的侧向力易造成柱塞卡死,影响柱塞泵的可靠性及寿命。提出了一种新型十字摆盘驱动式轴向柱塞泵结构,斜盘轴旋转驱动十字摆盘摆动回程,实现柱塞的往复运动,同时高低压配液阀实现流体介质的配流,完成柱塞吸排油动作。通过模型受力分析验证,该柱塞泵具有回程结构性能稳定、侧向力小等优点,应用前景广泛。     

柱塞泵配流副滑摩界面摩擦磨损及热力耦合分析

针对轴向柱塞泵配流副滑摩过程中由摩擦温升所引起的摩擦磨损问题,建立配流副轴对称非稳态热传导方程,利用ABAQUS有限元软件进行配流副摩擦磨损及热力耦合特性分析,并利用端面摩擦磨损试验机进行试验验证。结果表明:在滑摩初期,相比于中低压力,高压力工况更易发生磨粒磨损;随着滑摩进行,材料表面粗糙峰被磨平,加之温度上升,材料强度下降,高转速取代高压力成为接触面温度和摩擦系数增大的主要影响因素,此时的磨损机制主要为黏着磨损;在滑摩过程中,外径出现了应力集中现象,且接触压力高于内径;转速及压力对配流副摩擦温升及磨损特性的影响是非线性的,在相同PV值下,转速比压力的影响更为显著。     

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。