轴向柱塞泵配流副润滑特性的试验研究

【摘要】：当前,轴向柱塞泵的发展趋势是:高压化、高速化、大流量化。要实现这些 目标的关键问题之一是要合理设计轴向柱塞泵中的各种类型的摩擦副,使之形成 适当的油膜,以提高柱塞泵的工作效率和寿命。配流副是轴向柱塞泵中最关键的 摩擦副之一,也是最容易磨损失效的部件。因此,为了设计性能优良的高压、高 速、大流量轴向柱塞泵,研究配流副的润滑特性机理是十分重要的。 本论文以轴向柱塞泵配流副的润滑特性为研究对象,建立了轴向柱塞泵配流 副润滑特性的数学模型,该数学模型的建立可以从理论上详细地描述典型配流副 油膜彤成的动态过程。对配流副油膜形成进行了数值求解和仿真分析,可以得出 不同工况对润滑膜厚度、泄漏流量及支承力的影响规律:其他工况一定时,油膜 的平均厚度随着供油压力和油液温度的变大而变小。油膜的形成速度随着供油压 力的变大而变快。油温越高,配流副泄漏流量越大;其他工况一定,配流副转速 增加时,由于供油和停油周期都变短,油膜不易形成,即使形成也易遭到破坏, 当转速达到3000 r/min时,盲孔个数应为6,盲孔包角应为12°;或者盲孔个 数为12,盲孔包角选为15°;其他工况一定时,油膜的平均厚度随着盲孔包角 的变大而变大;其他工况一定,盲孔个数增多时,油膜的振荡幅度越大。 研制了研究配流副润滑性能的轴向柱塞泵配流副润滑特性试验台,并对试验 台进行了性能分析和实验调试。对微米级电液位置控制系统进行了仿真与实验研 究,得出如何选取并优化影响微米级电液位置反馈控制系统性能的参数值。通过 频域仿真分析得出不带PID控制的电液位置控制系统是不稳定的,加入PID控制 的电液位置控制系统是稳定的。 对轴向柱塞泵配流副润滑特性进行了机理实验,可以得出:供油压力P14增 大时,加载力P26随之增大。此时,如果配流副油膜厚度一定,泄漏流量则变大; 供油压力P14越大,系统压力脉动越大,配流副油膜越难形成;油液温度增加时, 配流副平均油膜厚度减小;配流副相对转速越大,配流副的摩擦扭矩越大,配流 副更容易磨损,油膜很难建立,而且不易形成稳定的油膜;转子(摩擦盘)在压 上和压下过程中,其所受的合力矩是不平衡的,高速旋转的转子将发生倾斜,油 膜厚度随着变化,产生反馈作用,若将不平衡力矩控制在一定范围,且油膜刚度 足够大,可使转子倾斜角度较小,不致引起摩擦副的局部接触;考察供油压力对 配流副润滑特性的影响规律,对确定最佳剩余压紧力系数提供实验依据。