轴向柱塞泵摩擦副特性测试的结构优化设计与实验研究

【摘要】：对于近乎所有的容积变量机械,移动与相对静止零部件之间的摩擦副间隙始终是设计和优化的必要元素,轴向柱塞泵中同样存在多对摩擦副。作为液压系统中的核心动力元件,轴向柱塞泵广泛应用于工业液压设备和工程机械。随着工业领域对液压元件性能的要求不断提高,尤其是高压大流量低噪声的发展方向,轴向柱塞泵寿命和性能的提高成为设计和优化的目标。在轴向柱塞泵的运行过程中,摩擦副对寿命及可靠性起着至关重要的影响作用。 本文以斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,基于模型泵思想,对摩擦副特性测试的结构进行优化设计,并进行了实验研究。本论文的主要内容分成五章,分述如下： 第一章,介绍了轴向柱塞泵的概况,概述了轴向柱塞泵摩擦副特性及现有的试验方法。调研了国内外科研机构对轴向柱塞泵摩擦副的试验研究现状和成果,提出了本课题的研究意义及研究内容。 第二章,概述了模型泵测试方案及柱塞副油膜压力场、摩擦力测试方案,根据已完成的试验情况,优化设计了试验方案。优化了缸体包覆结构,针对模型泵装配困难及缸体尺寸扩大对壳体的影响,重新设计了模型泵壳体。同时,根据壳体与其它相关零件之间的配合关系,设计或更改相关零件的结构和安装位置。重新设计了手动变量机构,以保证模型泵能够实现变量功能,设计完成后,对关键零件进行了强度校核。 第三章,概述了柱塞副油膜温度场的测试方案,对油膜温度场进行了数值描述。完善了热电偶固定方案,编写完成测试程序,对柱塞副温度场分布进行了实验分析。 第四章,针对配流副油膜的温度分布及厚度变化测试,进行了试验方案的设计。选用平面配流结构形式的轴向柱塞泵作为模型泵基体,设计了模型泵在试验台上的安装结构。给出温度场和厚度变化测试的方案,进行了测试元件的选型,关键零件结构设计,以及数据采集系统设计,并分析了传感器安装孔对配流盘结构强度的影响。 第五章,总结了论文的主要研究工作,并对下一步的研究工作进行了展望。