织构化配流副摩擦磨损特性的试验研究

发布时间：2017-08-05 22:16

  本文关键词：织构化配流副摩擦磨损特性的试验研究

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【摘要】：采用端面配流形式的轴向柱塞泵作为一种重要的液压动力元件，在各类大型工程机械中都扮演着核心角色，在航空航天、交通、水利工程等领域也得到了广泛的应用。随着轴向柱塞泵向着高速、高压、大流量的趋势发展，各个摩擦副的磨损和烧伤现象也日益严重，其中配流副是轴向柱塞泵中最容易磨损和失效的部件之一，直接限制了柱塞泵的寿命和性能。因此，如何合理地设计轴向柱塞泵的摩擦副和改善其润滑条件，对于柱塞泵的发展具有重要的意义。 表面织构技术是指利用物理或化学方法在摩擦副表面加工出按一定规律分布并具有一定尺寸的表面形貌的一项技术，研究表明表面织构能够起到改善摩擦副表面摩擦学性能的作用；近几十年以来这项技术得到了国内外研究人员的广泛关注，并在机械密封、切削刀具、冷锻模具等多个领域得到了成功的应用，为表面织构在轴向柱塞泵上的应用提供了依据，对于改善配流副摩擦学性能具有积极的作用。 本文采用光刻—掩膜电解工艺，在模拟配流盘的下试件表面加工出具有不同几何参数的微凹坑表面织构，并模拟实际工况条件，在配流副摩擦磨损试验机上进行摩擦学试验，以研究不同试验条件下表面织构对配流副摩擦磨损性能的影响，将配流副的摩擦系数、磨损量和磨损形貌等作为主要评价指标。 本文的研究表明： 一、与无织构配流副相比，合理设计的织构化配流副能够有效地减小摩擦系数，改善其润滑条件。在接触压力和速度较大的条件下，不同参数的微凹坑织构表现出良好的减摩效果，此时直径较大时的减摩效果相对更好；同时微凹坑的面积率也是影响配流副摩擦学特性的重要因素，当微凹坑直径为100μm，面积率为5%时，最大减摩率为44.0%； 二、表面织构在较长的试验时间内均能保持较为较为稳定的减摩效果； 三、表面织构能够显著地改善配流副的磨损状况，主要表现在试件的磨损量和表面粗糙度上；并且当微凹坑直径较大时，减磨效果更为明显：在试验条件下，微凹坑直径为100μm~300μm时，上试件的磨损量仅约为无织构配流副的4.54%~7.14%； 四、对上、下试件磨损形貌的分析表明：与无织构配流副表面形成黏着磨损不同，织构化配流副能够不同程度地避免黏着磨损的产生；对配流副下试件磨损形貌的进一步分析表明，表面织构容纳固体颗粒是其改善配流副摩擦学性能的主要原因之一； 五、配流副的摩擦系数和磨损之间存在着良好的相关性，合理地减小摩擦有利于减小磨损。
【关键词】：轴向柱塞泵 配流副 表面织构 摩擦 磨损
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.5;TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 图表清单10-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 引言13
• 1.2 轴向柱塞泵的概述13-15
• 1.3 轴向柱塞泵配流副的研究现状15-21
• 1.3.1 配流副表面工程的国内外研究现状15-19
• 1.3.2 配流副润滑特性的国内外研究现状19-21
• 1.4 表面织构技术21-25
• 1.4.1 表面织构技术改善摩擦副摩擦磨损性能的机理22-23
• 1.4.2 表面织构技术的研究现状23-24
• 1.4.3 表面织构技术的应用24-25
• 1.5 课题研究内容及意义25-27
• 第二章 试验设计及试验方法27-41
• 2.1 轴向柱塞泵的工作原理27-28
• 2.2 配流副摩擦磨损试验机的原理与改进28-32
• 2.2.1 配流副摩擦磨损试验机的原理28-29
• 2.2.2 配流副摩擦磨损试验机的改进29-32
• 2.3 表面织构的加工32-38
• 2.3.1 试件材料的选择32-33
• 2.3.2 试件的制备33-38
• 2.4 试验方案设计38-40
• 2.4.1 表面织构的几何参数设计38-39
• 2.4.2 试验条件及数据处理39-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 织构化配流副摩擦特性的试验研究41-53
• 3.1 无织构试件摩擦系数分析41-43
• 3.1.1 载荷的影响41-42
• 3.1.2 速度的影响42-43
• 3.2 织构化试件摩擦系数分析43-49
• 3.2.1 载荷的影响43-46
• 3.2.2 微凹坑直径的影响46-48
• 3.2.3 微凹坑面积率的影响48-49
• 3.3 磨损试验中摩擦系数的变化规律49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第四章 织构化配流副磨损特性的试验研究53-67
• 4.1 上试件磨损量分析53-59
• 4.1.1 直径的影响55-56
• 4.1.2 载荷的影响56-57
• 4.1.3 面积率的影响57-59
• 4.2 上试件磨损形貌分析59-60
• 4.3 摩擦系数和磨损的关系60-61
• 4.4 下试件磨损量分析61-63
• 4.5 下试件磨损形貌分析63-65
• 4.6 本章小结65-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 本文的主要工作和结论67-68
• 5.2 课题的研究展望68-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文75
• 攻读硕士学位期间发表（录用）论文情况75
• 攻读硕士学位期间参加科研项目情况75

【参考文献】

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1 郑炜,yび行，

本文编号：627184