正弦微沟槽织构对柱塞密封副摩擦学性能的影响

目的 研究不同工况下正弦沟槽织构对柱塞密封副摩擦性能的影响,以降低压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损.方法 基于压裂泵柱塞密封副几何模型和流体润滑理论,建立了正弦微沟槽织构化柱塞-橡胶密封副动压润滑数值理论模型,通过仿真模拟研究了不同柱塞密封压力、运动速度对正弦织构减磨性能的影响.结果 不同密封压力下,从40 MPa增至140 MPa时,织构化柱塞表面的油膜承载力及其增长率都不断增大,摩擦系数增大,增长率减小,且柱塞运动速度越高,油膜承载力及摩擦系数越大.不同柱塞运动速度下,油膜承载力和柱塞速度成线性增长关系,摩擦系数不断增大,增长率则呈现减小趋势.针对常用的压裂泵工况,柱塞运动速度和密封压力为错峰配合.根据仿真结果可以看出,在柱塞运动速度-密封压力为150冲次/min-80 MPa工况下,油膜承载力最大,摩擦系数最小,而300冲次/min-40 MPa工况下的油膜承载力最小,摩擦系数系数最大.结论 正弦沟槽织构能够有效改善柱塞密封副的动压润滑性能,在文中的正弦沟槽织构参数下,随着柱塞密封压力、运动速度的上升,油膜承载力和摩擦系数均呈现增长趋势.     

基于CFD技术的新型轴向柱塞液压电机泵流场计算与分析

基于CFD技术研究新型轴向柱塞液压电机泵的流场特性,运用CFD软件对新型轴向柱塞液压电机泵的主要流场进行建模,进行数值模拟和可视化研究,分析模型各个关键部位的流场特性,得到其内部流场的详细参数,获得吸油道关键位置的流体速度和压力分布等情况,为新型轴向柱塞液压电机泵流道参数的确定、内部结构优化提供参考数据.     

基于渗透边界的O形组合圈密封特性研究

为准确研究高压柱塞副O形组合密封圈的密封特性,考虑流体向密封接触区渗透对接触压力的影响,基于逐点比较法提出了综合渗透与非接触边界的数值仿真方法,研究高压流体作用下O形组合密封圈的接触压力与von Mises应力分布。进一步讨论不同预压缩量与流体压力下O形组合密封结构参数对其密封性能的影响。分析结果表明:综合渗透边界与非接触边界的分析方法具有较高的可靠性,试验对比误差为2.9%～4.3%;随着O形圈预压缩量增大,主接触压力与密封长度明显增大,而内部von Mises应力与侧接触压力的变化较小;随着流体压力的增大,O形圈von Mises应力与主、侧接触压力均明显增大,但密封长度的变化较小。此外,组合密封挡圈应用于高压柱塞副可有效避免O形圈局部应力集中,挡圈接触压力随流体压力的增大而增大,但明显小于O形圈主接触压力,仅起辅助密封作用。研究结果为高压柱塞副动密封结构设计与优化提供了依据。     

尼龙材料在水压机工作缸导向套上的应用

水压机是一种利用液体压力能来传递能量的锻压设备 ,其工作介质主要为水和乳化液 ,工作介质压力一般在 2 0ＭＰａ～ 32ＭＰａ之间。而工作缸是水压机将传动介质的压力能转变为动能的主要部件 ,一台锻造水压机至少要有 7个或 9个工作缸 ,一般都是柱塞式。导向套是柱塞在工作缸中支撑和导向的主要部件 ,它的性能和寿命直接影响到水压机的工作效率。作为水压机能量转变的主要部件 ,工作缸的工作条件主要有以下特点 :( 1 )垂直或水平往复运动 ;( 2 )由于偏心锻造 ,水压机活动横梁导套和立柱间隙大 ,使工作缸柱塞导向套承受很大的侧向力 ;( 3)导…     

螺杆泵的应用与节能

1 概述 螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。 螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵;四螺杆泵只有美国金字塔公司生产,其特点类似五螺杆泵,用于低压大流量场合,其他公司均无生产。 螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠;而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感,可输送高粘度介质。     

槽腔结合配流的柱塞泵数字化建模与仿真

以某型号带预升压槽和预压缩腔结构的柱塞泵为对象,进行数字化建模与仿真。针对柱塞泵机液耦合问题,考虑流体的可压缩性,利用AMESim建立整个柱塞泵数字化模型。分别在柱塞流量子模型和柱塞配流子模型中引入相对节流面积值,并通过分段函数进行控制,从而实现柱塞副、配流副、滑靴副泄漏以及槽腔结合结构配流的数字化。通过对整个柱塞泵的模拟仿真,分析槽腔结构参数对柱塞泵性能的影响。搭建了柱塞泵实验平台,验证了数字化模型的正确性,为泵的结构优化提供了理论依据。     

斜轴泵设计中的点滴体会

斜轴泵设计中的点滴体会煤炭科学研究总院上海分院吴庭毅斜轴泵因抗污染能力强、柱塞受力好、能承受较高的压力冲击而应用广泛。八十年代以来，斜轴泵技术有了很大发展，连杆、柱塞副改为柱塞、柱塞环副，承载能力及密封性能进一步增强；缸体与配流盘由平面配流变为球面配...     

基于位移协调控制的液压式压裂泵流体脉动抑制研究

针对液压式压裂泵多液缸输出流体脉动问题,分析液压式压裂泵脉动产生机制,在此基础上提出基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,根据样机参数建立仿真模型,并在输出压力为55 MPa的工况下验证了仿真模型的正确性。在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下进行仿真。理论和仿真结果表明：基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,通过实时检测各液压缸内柱塞的位移,一缸柱塞即将到位的信号除了控制自身减速停止外,还要控制另外一缸柱塞启动加速,使得两缸柱塞的减速和加速过程互相重叠,实现了液缸柱塞的强制有序换向,可显著抑制流量和压力脉动;在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下,输出流量脉动从25.45%降低到11.55%,输出压力脉动从46.58%降低到21.93%。     

基于ANSYS柱塞副配合间隙的仿真分析与试验验证

挖掘机用斜盘式轴向柱塞泵经常出现柱塞"卡死"的现象,造成柱塞泵滑靴脱落,回程盘碎裂,使泵无法工作。为解决此问题,需研究柱塞与缸体的最佳配合间隙值。以排量112 mL/r的柱塞泵为例,利用ANSYS-Workbench软件对不同柱塞副间隙值的柱塞与缸体的压力变形、热变形和热力耦合变形进行仿真分析,研究不同的柱塞副间隙值对泵的容积效率的影响。通过分析提出柱塞与缸孔间隙的建议取值,通过试验验证,泵不会造成"卡死"现象,同时其容积效率可以达到96%～97%。此研究对不同斜盘式轴向柱塞泵柱塞副最佳间隙的选择提供了参考。     

沟槽形表面织构对柱塞密封副摩擦性能的影响

目的提高压裂泵柱塞表面的摩擦学性能。方法基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立沟槽形表面织构化柱塞动压润滑理论模型,然后利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解柱塞表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦系数,开展最小油膜厚度、织构的深度、横截面形状、面积占比以及分布角度对柱塞密封副油膜承载能力和摩擦系数影响规律的数值分析。结果随矩形沟槽织构深度从2μm增加到40μm,织构的动压润滑性能先增大后减小,当深度约为最小油膜厚度的0.6倍时达到最佳,并且最小油膜厚度越大,织构的动压效应越差。4种横截面沟槽织构的动压润滑性能优劣顺序为:矩形内凸阶梯型椭圆形V型。随织构宽度从100μm增加到480μm,油膜承载力先增加后减小,宽度在360μm(72%面积占比)时达到最大。在6种分布角度中,60°矩形沟槽织构的润滑减磨性能最好。结论在流体动压润滑范围内,适当减小最小油膜厚度,沟槽底部尽可能平整,保持织构深度略小于最小油膜厚度,并使垂直速度方向油膜收敛区域的织构长度较长,便能获得润滑减摩性能较好的沟槽形表面织构。合理参数的沟槽形织构能够极大提高压裂泵柱塞表面的油膜承载力,降低摩擦系数,有利于延长柱塞密封副的使用寿命。     

轴向柱塞泵柱塞腔中油液压力的分析研究

柱塞由吸油（或排油）区转到排油（或吸油）区过程中，柱塞腔中油液的压力是在不断变化的，该压力变化直接影响到泵的配流盘和变量调节机构的设计及泵的压力脉动品质。本文给出柱塞分别处于预升压过渡区和预减压过渡区时，柱塞腔中油液的压力分析及求解方法。     

平衡式双螺杆压缩机数值模型构建与数值模拟

双螺杆压缩机是工业领域中可燃气等介质回收输送的主流装置。针对使用中的双螺杆压缩机转子单向受力的不足,提出一种可实现工作负载相向配置的平衡式双螺杆压缩机。为研究其工作过程中内部流场特性,基于平衡式双螺杆压缩机工作原理及基本结构建立了其流体数值模型,利用CFD技术,采用SIMPLEC算法及RNG/κ-ε湍流模型对其工作过程进行了数值模拟,得到了平衡式双螺杆压缩机工作过程中流体压力、速度以及密度的分布情况,为平衡式双螺杆压缩机工程应用提供参考。     

高压共轨柱塞泵柱塞副摩擦学研究

柱塞偶件作为高压共轨柱塞泵的重要精密偶件之一,柱塞与柱塞套之间的油膜特性直接影响泵的寿命。柱塞受到的径向力对油膜的厚度产生影响,可能产生润滑不良、加剧磨损。对柱塞油膜厚度的研究有助于解释其磨损失效原因。通过进行柱塞受力分析、油膜压力分析得出油膜厚度的变化情况。通过仿真计算不同柱塞位置的油膜厚度分布,得出柱塞副易受磨损的部位,并研究不同工作压力对油膜厚度的影响。对磨损后的柱塞偶件进行电镜扫描,分析其磨损机制。结果表明:当凸轮转过180°时,柱塞上端油膜最薄,此处最易磨损;当凸轮处于0°时,柱塞套下端油膜最薄;工作压力增大,油膜厚度减小。由电镜扫描结果可知,其主要磨损方式是黏着磨损和硬质颗粒的犁沟效应。     

柴油机电控柱塞泵的多物理场耦合分析

为精确预测在高压环境下柱塞腔内多物理场耦合作用对燃油喷射系统供油过程的影响,基于柱塞腔、柱塞副泄漏、燃油物理特性等模型建立热-流-固多物理场耦合模型。通过解耦计算和试验方法验证该模型具有较高的精度。数值分析结果表明：柱塞直径越大,残余容积越小,柱塞腔内燃油压力升高率越大;增大柱塞副初始密封长度、减小初始柱塞副间隙或者增加凸轮转速时,由于柱塞副泄漏量较少,对供油过程压力特性的影响较小;燃油初始温度越低,燃油的体积弹性模量和密度越大,导致柱塞腔内燃油压力升高率较快。     

水基液三螺杆泵动态数值分析

为开发输送水基抗燃液压液的三螺杆泵,测量了水乙二醇难燃液压液黏温特性曲线,建立了三螺杆泵三维模型,进行了CFD数值分析和试验验证。CFD仿真计算时,为避免网格数量过多或出现负体积而无法保证实际啮合间隙问题,采用SCORG软件对泵内流道进行了共形结构网格的划分,并结合Pumplinx软件进行数据后处理。研究表明:采用动态数值模拟方法的仿真结果与实验结果吻合良好,并对32号液压油与水基液压液输送特性进行了对比分析,得出了主杆扭矩和泵泄漏量随液压介质温度变化关系图;水基液压液相较于滑油更容易产生气蚀,气蚀主要发生在泵进口腔,气蚀现象随着密封腔压力上升而渐减小,泵转速越高,空化气体体积分数越大;泵出口压力越小,空化气体体积分数也越大,随着出口压力的增加,转速对空化气体体积分数的作用越不明显;水基液三螺杆泵工作时更容易发生油膜破损,经流固耦合分析,油膜所承受最大应力为4. 369 9 MPa。     

FOOTE CGL报导

蠕铁提高电力 K 系泵的工作压力及寿命由于新泵要求保持比较高的工作压力,现有的材料已不能满足,因此发展用蠕铁齿轮来提高“K”系泵的工作压力及寿命。齿轮泵的设计要求齿轮与齿轮壳之间的公差非常小。由于齿轮或齿轮壳损坏将引起不密封而导致流量的损失。装配后要求齿轮能在高温下保持密封,超压     

多功能液体泵的研究

本文介绍了一种能改变液体的扬程，改变液体压力的高压大流量的多功能液体泵，它对污水的抽排，高扬程灭火各种液体的输送采用液控阀和液压缸结构特点，实现往复自动循环运动。     

超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封技术研究

为解决超高压密封难题,根据间隙节流降压密封原理和圆筒形腔体受内外压差作用会产生径向弹性变形理论,设计了超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封结构。解析计算不同壁厚、不同超高工作压力下的柱塞腔体径向变形量,数值分析不同工作压力、不同初始间隙下的柱塞径向变形量及液压缸密封间隙值分布情况并进行测试。结果表明:超高压状态下,圆筒形柱塞间隙变形量和最小间隙密封节流长度均可跟随工作压力的变化而自动调整,达到减压节流的目标。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞有限元分析

借助虚拟样机技术可以灵活构建柱塞泵三维模型,并能将部件间的实际运动副以及流体特性引入,从而能使柱塞泵的虚拟样机能模拟实际泵.搭建固液耦合、刚柔耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型,引入柱塞的有限元模型,对柱塞的应力应变进行仿真研究.仿真结果与柱塞泵的理论相符有助于柱塞泵结构改进和性能优先.     

磁力驱动泵隔离套对冷却流道流场特性影响机制研究

为探究不同隔离套壁厚下磁力驱动泵冷却工作介质流经隔离套工作间隙所产生压力损失对隔离套性能的影响,对隔离套的结构尺寸及隔离套工作间隙变化时冷却循环流道流场特性进行探讨。利用SolidWorks和ANSYS Workbench建立冷却循环流道等比例三维模型,基于SIMPLC算法和RNG κ-ε模型,利用Fluent仿真分析磁力驱动泵冷却流道内部流场特性,计算可得:冷却工作介质进入导流孔后形成漩涡引起局部压力损失;流经隔离套底部进入泵轴中心回流孔处压力损失最大;流经隔离套工作间隙存在压力损失并随隔离套工作间隙的增大而减小,隔离套壁厚为0.8 mm且工作间隙2.6 mm时,压力损失值最小为2 000 Pa,此数据为隔离套的结构优化提供参考。