高压轴向柱塞泵滑靴副性能测试液压

为了测量35 MPa高压轴向变量柱塞泵滑靴副的油膜性能参数,需研制一套滑靴副性能测试液压系统。针对35 MPa的高压工作环境,设计出了一种高压轴向变量柱塞泵滑靴副性能测试液压系统,并建立了其AMESim仿真模型。通过仿真分析,得知该液压系统的卸压能满足工作要求,其卸荷性能良好,而且无论是卸压还是卸荷过程,液压冲击均得到有效的抑制,因而,该液压系统能够满足泵在35 MPa高压工况下平稳运行的要求,从而为提高35 MPa高压轴向变量柱塞泵滑靴副的油膜性能提供了前提保障。     

滑靴底面结构对轴向柱塞泵滑靴副油膜性能影响的数值分析

轴向柱塞泵滑靴的底面结构直接影响滑靴副的油膜性能,为了摸索出一种适合于35 MPa高压轴向柱塞泵的滑靴结构,在分析滑靴副油膜压力调节原理的基础上,利用ANSYS软件的FLUENT模块,分别对具有内辅助支承面(简称为"一环结构")及具有内、外辅助支承面(包括"二环连通结构"和"二环不连通结构")底面结构的滑靴对油膜性能的影响进行数值分析。分析结果表明,"二环连通结构"滑靴的性能最差,而"二环不连通结构"的滑靴的综合性能最优,是研制35 MPa高压轴向柱塞泵的首选结构。但"二环不连通结构"的滑靴由于"一环"和"二环"间的外支承面属于高温区,且在密封带到边缘之间的坡度槽处压力损失过大,需进一步优化设计。     

材料匹配对高压轴向柱塞泵滑靴副干摩擦性能影响的研究

高压轴向柱塞泵滑靴副在高速、高压条件下工作,当接触面油膜失效时,转化为干摩擦,导致磨损严重。零件的材料匹配对滑靴副的抗磨损性能有着重要的影响。通过有限元分析法,对不同材料匹配,但工况相同的35MPa高压轴向柱塞泵滑靴副接触面进行了应力和温度分析。研究表明:选择合适弹性模量、密度小、泊松比小的滑靴材料与泊松比小,弹性模量大的斜盘材料匹配时,能获得良好的接触应力分布;选择密度、比热及导热率较大的斜盘材料对改善滑靴底部温升有显著作用。     

轴向柱塞泵滑靴副倾覆现象数值分析

采用一种新的研究方法对滑靴副油膜动态特性进行研究,首先对滑靴副静压支承固定阻尼加可变阻尼组成的流量压力负反馈调节系统进行建模,然后以此为边界条件对滑靴受力/力矩情况和滑靴副倾覆油膜模型的耦合关系进行研究,最后通过Matlab编程搭建滑靴副油膜耦合关系仿真模型,用Newton迭代法求解油膜模型非线性方程组,动态显示滑靴副油膜特性,以分析滑靴副倾覆现象的本质以及弹簧预压紧力对滑靴副倾覆的影响.利用三点确定一平面的原理,通过三点处油膜厚度值对滑靴副油膜厚度场进行建模.分析结果表明,滑靴偏磨一般发生在柱塞腔吸油区到排油区的过渡区,此时的滑靴倾覆程度最大,在滑靴结构一定时,可以通过增大弹簧预压紧力的方法减弱滑靴的倾覆程度.     

轴向柱塞泵滑靴副楔形油膜特性分析

轴向柱塞泵工作过程中,滑靴会在倾覆力矩作用下相对于斜盘表面形成一定的楔形油膜,在油膜静压支承力和油膜动压效应和挤压效应作用下滑靴副楔形油膜压力场始终与滑靴所受的外力和外力矩处在动态的平衡中。本文采用一种新的研究方法对滑靴油膜动态特性进行研究,用牛顿迭代算法对滑靴受力/力矩情况和滑靴副油膜的耦合关系进行研究。在Matlab软件中以低层编程的方法揭示滑靴副楔形油膜动态特性,从而对滑靴副工作特性进行预测。     

海水淡化轴向柱塞泵滑靴副的结构设计

由于采用黏度比液压油低得多的海水进行润滑,海水淡化轴向柱塞泵滑靴副的结构设计方法需要在油压轴向柱塞泵的基础上进行修正.采用剩余压紧力法进行设计时剩余压紧系数的选取比油泵要小,采用完全平衡法进行设计时,通过分析得出可变阻尼区流动一般处于层流状态,而固定阻尼区的流动一般处于湍流状态,导致固定阻尼的压力一流量特性发生变化,可使得细长孔阻尼的长度大为减小,静压支承液膜刚度理论不再成立.     

水压轴向柱塞泵的阶梯浅腔滑靴

为了改善水压轴向柱寒泵滑靴的静压支承性能，提出了一种利用动静压混合润滑的阶梯浅腔滑靴结构，并就其结构尺寸和支承性能与普通的滑靴结构型式进行了比较和相应的计算，发现其支承性能有所提高。     

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。     

基于动压效应的柱塞泵滑靴副润滑特性仿真分析

针对柱塞泵滑靴副的润滑问题,考虑动压效应给出了滑靴副润滑特性的数值求解方法,并基于该方法对其润滑特性进行了仿真分析。以某型柱塞泵滑靴副为研究对象,在动压效应分析基础上给出滑靴副润滑特性求解方法,实现油膜压力和油膜厚度的计算;其次,进行动压效应的数值仿真计算,验证了求解方法的有效性;最后,基于该方法进行了动压效应、油膜压力分布影响因素等仿真分析。结果表明:滑靴副油膜承受了静压、动压混合的支承力,动压效应不可忽视。另外,中心油膜厚度和滑靴最大倾斜角是油膜动压效应的主要影响因素。所得出的结论对高性能柱塞泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。     

径向柱塞泵中滑靴摩擦副的设计分析

该文介绍了静压支承工作原理，并利用静压支承原理对新型径向柱塞泵的滑靴结构进行了设计。分析了滑靴摩擦副的油膜刚度、漏损及影响油膜厚度的因素。     

变粘度条件下静压支承滑靴副的研究

本文对变粘度条件下的静压支承滑靴副进行了一定的理论研究和分析，通过计算机仿真，得出了滑靴副泄漏流量和支承反力不仅与中心油室压力有关，而且还与流体的粘温系数、粘压系数、密度和比热容等有关的结论，为高速高压轴向柱塞泵的设计提供了一定的理论依据。     

大排量柱塞泵滑靴副底面结构优化设计

滑靴副作为大排量柱塞泵的重要摩擦副,其底面结构是影响大排量柱塞泵综合性能的关键因素。为设计一种适用于大排量柱塞泵的滑靴底面结构,改善大排量柱塞泵滑靴副的综合性能,通过构建剩余压紧力条件下滑靴副总效率数学模型,以滑靴副总效率为优化目标,引入黑洞-蚁群优化算法对大排量柱塞泵滑靴底面结构参数进行优化设计。通过仿真的方法分析了不同柱塞腔压力以及不同转速对优化前后滑靴副总效率的影响,结果表明,基于黑洞-蚁群优化算法得到的滑靴底面环结构有着明显的效率提升。     

轴向柱塞泵滑靴磨损故障分析

通过对轴向柱塞泵产生松靴故障的机理分析,选取8~12kHz特征频率范围来研究故障信息,经信号处理后,对比正常泵和故障泵的低频信号功率谱图,171.5 Hz及其倍频处是滑靴磨损故障特征的敏感频率。     

滑靴材料及封严带结构对摩擦副性能的影响

目前,高压柱塞泵普遍采用滑靴的柱塞结构,滑靴不仅增大了与斜盘的接触面,减小了接触应力,而且其封严带结构,使滑靴与斜盘表面之间形成一层润滑油膜,极大地降低了滑靴-斜盘摩擦副之间的摩擦损失,提高了整泵机械效率。柱塞泵最高工作压力不同,滑靴封严带也随之采用不同结构。该文通过故障分析、理论研究和仿真计算滑靴副PV值,并结合试验验证的方式,阐述了3种不同封严带结构的滑靴在工程实际中的应用。     

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。     

柱塞泵预紧力对滑靴回程盘影响的仿真分析

轴向柱塞泵中滑靴的倾覆偏磨、回程盘的磨损与其所受应力大小有关。为改善二者的磨损性能,研究预紧力增大对滑靴、回程盘应力变化特性的影响。通过对A4VG125型柱塞泵中心弹簧预紧力的分析计算,应用仿真软件ADAMS和ANSYS搭建轴向柱塞泵的刚柔耦合模型,研究分析预紧力增大时,滑靴、回程盘应力的变化规律,得到同周期内最大应力点图和应力云图。分析结果表明:合理增大预紧力有助于减小滑靴平面、滑靴颈部的磨损;回程盘孔口与滑靴颈部的碰撞得到改善;当预紧力为707N时,该型号轴向柱塞泵的滑靴与回程盘应力分布状态最好。     

轴向柱塞泵配流副油膜成型及其预测方法研究

一定厚度与形状的油膜是轴向柱塞泵配流副保持良好工作状态的首要前提,也是衡量其润滑特性的主要指标之一。为了弄清配流副的成膜特性及形态,基于普适的油膜理论,推导了密封场内的油膜分布解析式,并用实验数据代替差分网格点值进行逐点运算,获得了密封带的油膜分布图。在自制的模拟装置上开展了实验研究,主要包括不同供油压力下的成膜时间、稳定性及不同油膜平衡厚度、不同测点的油膜分布规律。对比分析表明,20 MPa供油压力内密封带上几个测厚点的实测值可以预测整个油膜的总体分布形状,符合理论分析的结果,一定范围内可以作为近似预测方法来估计油膜的瞬态流型。     

水压滑靴副的润滑特性

为了提高水压滑靴副的抗倾覆能力,并且更加准确地认识其流动特性,提出了三腔独立支承的新型水压滑靴副结构,研究了其润滑特性比如抗倾覆能力和泄漏等。该结构采用独立阻尼和支承腔室的思路,通过独立刚度调节来增加滑靴副的抗倾覆能力。通过仿真计算与分析,对比了新型滑靴副和普通滑靴副的抗倾覆能力。同时, 综合考虑了水的流动惯性和表面粗糙度等因素,发现水压滑靴副水膜流场的流态可能为紊流,并不完全是纯层流状态,因此流态模型的差异将直接影响泄漏流量的计算结果,进一步影响到设计计算的准确性。研究结果为水压柱塞泵滑靴副的结构设计提供了一定的参考和更加准确的计算思路。     

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]。     

基于CFD的轴向柱塞泵滑靴副的流场仿真

在斜盘式轴向柱塞泵中,滑靴副是主要的摩擦副之一。对滑靴副油膜的形成和流动状况的研究,对于改善其偏磨、烧盘等现象,增加使用寿命,减小泄漏量,提高泵的整体性能有着重要的意义。利用CFD技术对滑靴副流场进行模拟分析,得出压力分布,与通过静压平衡理论公式的计算结果对比,通过仿真结果定量直观地分析了造成磨损的原因,同时说明油膜了在滑靴副中的重要作用。分析表明,滑靴副的结构及其油膜的作用是减小磨损的重要方面。运用Fluent模拟仿真的结果和理论公式计算得出的结果基本吻合,说明Fluent仿真的可行性。