轴向柱塞泵柱塞副全周期润滑特性理论与试验研究

发布时间：2017-05-23 10:17

  本文关键词：轴向柱塞泵柱塞副全周期润滑特性理论与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斜盘式轴向柱塞泵是一种将机械能转化为液压能的液压元件,是现代液压传动中使用最为广泛地液压元件之一,同时也是液压系统中的核心动力和执行元件之一。轴向柱塞泵具有以下优点:工作压力高、容积效率高、功率密度大、控制变量机构方便等。柱塞泵有柱塞副、滑靴副和配流副三大摩擦副,此三大摩擦副直接影响着柱塞泵的工作性能和寿命长短。柱塞副作为三大关键摩擦副之一,合理设计方法对轴向柱塞泵实现高速高压化起着至关重要的作用。首先,讨论了柱塞副油膜压力润滑模型以及数值解法,通过雷诺方程以及油膜厚度方程求解油膜压力分布,并通过对油膜压力积分,得到油膜对柱塞作用力,同时获得了柱塞副倾斜角度与泄漏量的关系。然后,完成柱塞副一个主轴周期内油膜厚度动态变化规律的数值模拟。考虑负载对油膜厚度的影响,耦合动力学方程组,计算油膜压力分布、油膜厚度分布。同时考虑到柱塞与缸孔之间可能存在固体接触,也可能没有固体接触,因此本文采用黄金分割法和坐标轮换法对动力学方程组进行了求解,揭示了一个主轴周期内泵油膜厚度、固体接触力、柱塞与缸体表面粘性摩擦力以及泄漏量等的变化规律。最后,搭建了柱塞副模型实验台。通过电涡流位移传感器测定柱塞副油膜厚度,完成了不同工况下油膜厚度测试,通过试验获得了油膜厚度的影响因素,同时也发现了转速和压力对柱塞偏心距以及倾角的影响规律。研究表明:高压区,柱塞副泄漏量由压差流和剪切流共同作用,压差流起主要作用,剪切流使泄漏量减小;在低压区,柱塞副泄漏量主要由剪切流引起,使泄漏量增加。圆周方向的粘性摩擦力小于轴向粘性摩擦力大小。固体接触力数值数量级为kN。当电机转速大于500r/min时,开始形成良好的流体动力润滑。
【关键词】：斜盘式轴向柱塞泵 柱塞副 油膜润滑 试验研究
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-23
• 1.2.1 柱塞副受力模型的发展概况11-14
• 1.2.2 柱塞副润滑特性研究14-18
• 1.2.3 柱塞副摩擦磨损特性研究18-23
• 1.3 课题主要研究内容23-24
• 第2章 柱塞副油膜润滑模型及数值解法24-39
• 2.1 柱塞副的流体动力润滑方程24-28
• 2.1.1 流体动力润滑方程25-26
• 2.1.2 柱塞副油膜厚度方程26-27
• 2.1.3 求解雷诺方程的边界条件27-28
• 2.2 油膜对柱塞的作用力28-30
• 2.3 表达式的无量纲化30-33
• 2.4 柱塞副油膜压力分布、膜厚分布33-35
• 2.5 柱塞副倾斜角度与泄漏量关系35-37
• 2.6 本章小结37-39
• 第3章 柱塞副动态全周期润滑特性分析39-58
• 3.1 柱塞副摩擦动力学模型40-44
• 3.1.1 柱塞副受力分析模型40-42
• 3.1.2 柱塞副摩擦动力学方程组42-44
• 3.2 优化理论求解摩擦动力学方程组44-47
• 3.3 柱塞副动态油膜仿真分析47-53
• 3.3.1 低速低压工况下油膜厚度和固体接触力分析47-50
• 3.3.2 高速高压工况下油膜厚度和固体接触力分析50-53
• 3.4 柱塞和缸体轴向粘性摩擦力及圆周方向粘性摩擦力53-56
• 3.4.1 柱塞表面粘性摩擦力53-55
• 3.4.2 铜套表面粘性摩擦力55-56
• 3.5 柱塞副泄漏量56
• 3.6 本章小结56-58
• 第4章 柱塞副润滑特性试验研究58-75
• 4.1 实验台设计59-62
• 4.1.1 实验台整体工作原理及组成部分59-60
• 4.1.2 实验台测试系统设计60-62
• 4.2 柱塞截面中心位置的变化规律62-71
• 4.3 外死点位置油膜厚度影响因素分析71-74
• 4.3.1 转速对膜厚的影响72-73
• 4.3.2 压力对膜厚的影响73-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第5章 结论与创新点75-77
• 5.1 结论75-76
• 5.2 创新点76-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 荆崇波,苑士华;球面配流副过渡区压力分布及回冲流量分析[J];机床与液压;2005年04期

2 申儒林;卢鹏飞;;轴向柱塞泵柱塞副与配流副摩擦性能研究[J];机械设计与制造;2014年04期

3 刘桓龙;柯坚;于兰英;;水压柱塞副的微流场特性研究[J];润滑与密封;2011年04期

  本文关键词：轴向柱塞泵柱塞副全周期润滑特性理论与试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：387640