空气含量对双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副动压润滑效应的影响
发布时间：2020-12-31 10:53
为研究油液中不同空气含量对双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副动压润滑效应的影响,建立单个二维表面织构微凹坑计算模型,采用CFD数值模拟的方法,分别从不考虑空化效应和考虑空化效应两种情况分析计算油液中不同空气体积分数对动压力大小产生的影响。研究结果表明:油液中空气含量越低,微织构产生的动压力越大、动压润滑效应越明显;不考虑空化效应时油液中空气体积分数的大小只改变动压力的大小,不改变动压力的变化规律;考虑空化效应时,油液中空气体积分数的大小不仅改变动压力的大小,动压力曲线斜率也发生变化。在相同空气含量下考虑空化效应时微织构产生的动压力更大、润滑性能更好。
【文章来源】：液压气动与密封. 2020年05期
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图2 双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副
图1为双盘配流式径向柱塞泵工作原理图，圆弧AB段是径向柱塞泵定子环上一段完整的吸排油过程，当泵从过渡阶段到吸油阶段时，缸体(转子)带动滚子在定子环AC段转动，柱塞滚子组件在柱塞腔外伸，腔内容积增大、压力减小，此时柱塞腔配油孔和配流盘吸油窗口想通，液压油通过配流盘的吸油窗口进入到柱塞容腔内，完成吸油过程;当泵从过渡阶段到排油阶段时，缸体(转子)带动滚子在定子环CB段转动，柱塞滚子组件被定子曲面压回柱塞腔，腔内容积减小、压力增大，此时柱塞腔配油孔和配流盘排油窗口想通，迫使液压油液经配流盘排出，完成排油过程。双盘配流式径向柱塞泵的双配流盘与缸体(转子)的配合间隙一般在数微米到数十微米，起到封闭液压容腔和液压泵高低压容腔切换的作用，液压元件属于高精度精密机械，如果间隙过大，大量高压油泄漏，形成不了挤压作用，压力无法建立，径向柱塞泵将无法工作;如果间隙过小，将导致配流副无法建立油膜，金属表面直接干磨，导致烧缸烧盘。因此配流副的润滑状态与摩擦磨损条件将是液压泵工况优劣的重要影响因素，它将决定整个液压系统的工作稳定性、可靠性和安全性。国内外的现有研究成果已表明，在各种润滑条件下，合理的表面织构均可在一定程度上减小摩擦系数和降低磨损。因此为了改善双配流副的润滑状态，故引入表面织构技术，图2为双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副示意图，在配流副表面加工出规律分布的微凹坑形状。配流副是具有微米级配合的对偶副，对偶件的微观表面织构对其摩擦、磨损、润滑及等有着重要影响。
如图3建立单个二维微织构流体动压效应计算模型，其中微织构计算流体域总长度L=500μm;微织构宽度d=200μm;凹坑深度hp=30μm;配流副初始润滑油膜厚度h0=30μm;L1=150μm。求解器类型设为基于压力的求解器，采用SIMPLEC算法，工作介质为机械润滑油，润滑油密度为960 kg/m3;动力黏度为0.048 Pa·s，气液两相流采用Mixture模型计算，计算收敛精度设置为10-4，左端边界为压力入口条件，压力设置为101325 Pa;右端为压力出口，压力也设置为101325 Pa;上下边界均采用无滑移边界条件，下边界静止，上边界运动速度v=20 m/s，一般油液中空气体积大约占总体积的10%，通过改变油液中空气体积分数(0%、5%、10%、15%)，计算油液中不同空气体积分数动压力的大小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微凹坑分布密度对缸套摩擦润滑性能影响规律[J]. 闫彩,王建青,黎相孟,马传杰. 机械设计与制造. 2019(02)
[2]激光表面微造型对摩擦学性能的影响[J]. 万轶,熊党生,李建亮. 激光技术. 2017(04)
[3]大排量径向柱塞泵主要结构参数及流量脉动研究[J]. 杨国来,田丽红,张友亮,朱礼浩,赵梅香. 液压气动与密封. 2015(02)
[4]部分表面凹槽织构动压润滑性能的CFD分析[J]. 赵运才,韩雷. 中国表面工程. 2013(06)
[5]织构化轴向柱塞泵配流副的摩擦特性试验研究[J]. 祁胜,邓海顺,张恩阳,王晓雷. 液压与气动. 2011(09)
[6]45~#钢表面激光织构化及其干摩擦特性研究[J]. 胡天昌,胡丽天,丁奇. 摩擦学学报. 2010(01)
[7]油液含气量对液压系统的影响[J]. 李流远. 液压与气动. 2001(01)
本文编号：2949480
【文章来源】：液压气动与密封. 2020年05期
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图2 双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副
图1为双盘配流式径向柱塞泵工作原理图，圆弧AB段是径向柱塞泵定子环上一段完整的吸排油过程，当泵从过渡阶段到吸油阶段时，缸体(转子)带动滚子在定子环AC段转动，柱塞滚子组件在柱塞腔外伸，腔内容积增大、压力减小，此时柱塞腔配油孔和配流盘吸油窗口想通，液压油通过配流盘的吸油窗口进入到柱塞容腔内，完成吸油过程;当泵从过渡阶段到排油阶段时，缸体(转子)带动滚子在定子环CB段转动，柱塞滚子组件被定子曲面压回柱塞腔，腔内容积减小、压力增大，此时柱塞腔配油孔和配流盘排油窗口想通，迫使液压油液经配流盘排出，完成排油过程。双盘配流式径向柱塞泵的双配流盘与缸体(转子)的配合间隙一般在数微米到数十微米，起到封闭液压容腔和液压泵高低压容腔切换的作用，液压元件属于高精度精密机械，如果间隙过大，大量高压油泄漏，形成不了挤压作用，压力无法建立，径向柱塞泵将无法工作;如果间隙过小，将导致配流副无法建立油膜，金属表面直接干磨，导致烧缸烧盘。因此配流副的润滑状态与摩擦磨损条件将是液压泵工况优劣的重要影响因素，它将决定整个液压系统的工作稳定性、可靠性和安全性。国内外的现有研究成果已表明，在各种润滑条件下，合理的表面织构均可在一定程度上减小摩擦系数和降低磨损。因此为了改善双配流副的润滑状态，故引入表面织构技术，图2为双盘配流式径向柱塞泵织构化配流副示意图，在配流副表面加工出规律分布的微凹坑形状。配流副是具有微米级配合的对偶副，对偶件的微观表面织构对其摩擦、磨损、润滑及等有着重要影响。
如图3建立单个二维微织构流体动压效应计算模型，其中微织构计算流体域总长度L=500μm;微织构宽度d=200μm;凹坑深度hp=30μm;配流副初始润滑油膜厚度h0=30μm;L1=150μm。求解器类型设为基于压力的求解器，采用SIMPLEC算法，工作介质为机械润滑油，润滑油密度为960 kg/m3;动力黏度为0.048 Pa·s，气液两相流采用Mixture模型计算，计算收敛精度设置为10-4，左端边界为压力入口条件，压力设置为101325 Pa;右端为压力出口，压力也设置为101325 Pa;上下边界均采用无滑移边界条件，下边界静止，上边界运动速度v=20 m/s，一般油液中空气体积大约占总体积的10%，通过改变油液中空气体积分数(0%、5%、10%、15%)，计算油液中不同空气体积分数动压力的大小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微凹坑分布密度对缸套摩擦润滑性能影响规律[J]. 闫彩,王建青,黎相孟,马传杰. 机械设计与制造. 2019(02)
[2]激光表面微造型对摩擦学性能的影响[J]. 万轶,熊党生,李建亮. 激光技术. 2017(04)
[3]大排量径向柱塞泵主要结构参数及流量脉动研究[J]. 杨国来,田丽红,张友亮,朱礼浩,赵梅香. 液压气动与密封. 2015(02)
[4]部分表面凹槽织构动压润滑性能的CFD分析[J]. 赵运才,韩雷. 中国表面工程. 2013(06)
[5]织构化轴向柱塞泵配流副的摩擦特性试验研究[J]. 祁胜,邓海顺,张恩阳,王晓雷. 液压与气动. 2011(09)
[6]45~#钢表面激光织构化及其干摩擦特性研究[J]. 胡天昌,胡丽天,丁奇. 摩擦学学报. 2010(01)
[7]油液含气量对液压系统的影响[J]. 李流远. 液压与气动. 2001(01)
本文编号：2949480
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2949480.html
