軸向柱塞泵滑靴副磨損故障動力學(xué)特性研究.pdf

1、軸向柱塞泵是一種典型的容積式流體機(jī)械，依靠內(nèi)部元件的相對運(yùn)動來完成配流動作，這使得其內(nèi)部存在諸多摩擦副。其中滑靴副作為連接斜盤和柱塞的中間元件，長期處于高相對速度、高接觸比壓的摩擦工況，是軸向柱塞泵最容易出現(xiàn)故障的組件之一，也是影響軸向柱塞泵使用壽命、制約其高壓化和高速化的關(guān)鍵因素。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者主要著眼于軸向柱塞泵正常服役階段的動力學(xué)特性研究，而泵在發(fā)生滑靴副磨損故障時會表現(xiàn)出與正常狀態(tài)下完全不同的動力學(xué)特性，并且這方面的研究工

2、作也是準(zhǔn)確進(jìn)行泵故障診斷和狀態(tài)評估的前提和基礎(chǔ)。為此，本文以軸向柱塞泵滑靴副為研究對象，深入分析滑靴副不同磨損故障程度的動力學(xué)特性差異以及磨損對泵整體結(jié)構(gòu)動力學(xué)參數(shù)的影響。
　　通過探討滑靴副磨損故障的發(fā)展機(jī)理，給出磨損量與磨損輪廓的數(shù)學(xué)描述方程，并以此作為滑靴副油膜厚度的磨損修正量，得到傾斜狀態(tài)下滑靴副磨損的油膜厚度分布。對滑靴副運(yùn)動受力情況及工作原理進(jìn)行了分析，得到力/力矩平衡方程和流量平衡方程，并結(jié)合壓力控制方程建立了滑靴副

3、磨損故障的動力學(xué)模型。利用MATLAB軟件對模型進(jìn)行了優(yōu)化求解，分析磨損對滑靴副油膜壓力分布、承載力、抗傾覆力矩、油膜厚度以及滑靴傾斜角的影響。并進(jìn)一步推導(dǎo)出滑靴副油膜剛度的表達(dá)式，獲得了滑靴副有效支撐面積、結(jié)構(gòu)參數(shù)（阻尼）、油膜剛度與磨損量的變化規(guī)律。
　　針對軸向柱塞泵整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動力學(xué)模型精確求解困難等問題，采用工作模態(tài)分析方法來研究滑靴副關(guān)鍵參數(shù)變化對泵整體動力學(xué)特性的影響。根據(jù)軸向柱塞泵激勵特點(diǎn)，首先采用 Op.Pol