軸向柱塞泵配流副低速下摩擦磨損特性研究.pdf

1、軸向柱塞泵是液壓傳動系統(tǒng)的核心動力元件，它具有功率體積比大、結(jié)構(gòu)緊湊、流量大、變量方便等諸多優(yōu)勢，在“上天、入地、下?！备黝I(lǐng)域如航空航天、工程機械、船舶海工等均有廣泛應(yīng)用。配流副是它最容易發(fā)生磨損和失效的三大摩擦副之一，尤其是在低速條件下完整油膜難以建立，配流副處于邊界潤滑狀態(tài)，油膜不斷產(chǎn)生和被破壞，始終處于動態(tài)的臨界過程，直接影響到泵的低速效率、啟動可靠性和壽命。因此，對軸向柱塞泵配流副低速下摩擦磨損/潤滑特性及規(guī)律開展系統(tǒng)而深入的研

2、究，對于進一步提高其效率、可靠性及壽命具有重要的工程和實際意義。
　　表面形貌是指摩擦副表面的幾何特征和性質(zhì)，研究表明表面形貌對于混合潤滑等狀態(tài)下的摩擦、磨損和潤滑起著重要影響。選擇性激光熔融(SLM)快速成型技術(shù)可快速成型任意結(jié)構(gòu)的零部件，為制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品、創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計提供了高效的方法，特別適合單件、小批量液壓元件的設(shè)計生產(chǎn)制造，可滿足未來液壓元件個性化的發(fā)展趨勢。
　　本文主要采用試驗研究的方法，通過對軸向柱塞泵配流副

3、工況分析及模型的簡化（盤-環(huán)），在油潤滑摩擦磨損試驗臺上進行實驗，以研究表面形貌、激光熔融快速成型、工況和材料對配流副摩擦磨損特性的影響，并將摩擦系數(shù)、磨損率、溫度、X射線衍射圖譜、顯微結(jié)構(gòu)和表面/剖面形貌等作為主要評價指標。
　　本文的主要研究結(jié)果如下:
　　一、拋光的試件具有最低的摩擦系數(shù)和磨損率，它在試驗過程中只發(fā)生了輕微的磨粒磨損且顆粒隨油液排出未粘附到上試件表面;精磨試件的表面在試驗后粘附了非常多細小的黃銅顆粒，發(fā)

4、生了黃銅-黃銅的接觸使得摩擦系數(shù)較高;粗磨試件的表面粘附了大塊的顆粒使下試停產(chǎn)生了很高的磨損率，且由于局部區(qū)域更容易形成micro-EHL而具有較低的摩擦系數(shù);織構(gòu)化試件的微凹坑中積聚了很多黃銅顆粒，因而具有較高的摩擦系數(shù)和磨損率。
　　二、SLM試件存在熔池、孔隙和晶粒細化等現(xiàn)象，經(jīng)熱處理的SLM試件熔池消失、硬度變大。當與黃銅配對時，SLM試件與傳統(tǒng)制造(TP)試件相比具有更低的摩擦系數(shù)和磨損率;當與38CrMoAl配對時，S

5、LM316L與TP316L在摩擦系數(shù)和磨損率上的差異較大，而經(jīng)過熱處理的SLM TC4比TP TC4具有更低的摩擦系數(shù)和磨損率。SLM試件中晶粒細化等結(jié)構(gòu)影響其摩擦學(xué)性能，同時試件的塑性變形程度對其裂紋的形成和材料的剝落影響較大。
　　三、隨著轉(zhuǎn)速的增加摩擦系數(shù)先增加并達到一極大值后逐漸減小，溫度和磨損量的變化都是隨著轉(zhuǎn)速的增加而變大但磨損率隨著轉(zhuǎn)速的增加而趨于穩(wěn)定。此外，隨著轉(zhuǎn)速的增加上試件表面球化孔直徑變大，更易于儲油和容屑且