液壓作動(dòng)器的密封磨粒磨損及壽命預(yù)測(cè)若干問(wèn)題研究.pdf

1、液壓伺服作動(dòng)器是飛機(jī)飛控系統(tǒng)的重要組成部分,它的可靠性影響著飛機(jī)飛行姿態(tài)的靈敏性和準(zhǔn)確性。液壓作動(dòng)器長(zhǎng)期在高溫高壓的連續(xù)工作環(huán)境下,它的密封性能影響著正常工作。密封失效引起漏油會(huì)降低液壓系統(tǒng)的工作效率,更可能危及到整個(gè)飛機(jī)的安全。在作動(dòng)器的工作環(huán)境中,空氣中不免漂浮著固體顆粒,同時(shí)其他摩擦副的磨損也會(huì)形成磨屑,這些磨?？赡軙?huì)進(jìn)入密封圈和活塞桿之間的移動(dòng)副引發(fā)磨粒磨損,這種磨損是不可忽視的。本文將以某飛機(jī)液壓伺服作動(dòng)器的密封圈-活塞桿移動(dòng)

2、副為研究對(duì)象,對(duì)密封性能和壽命預(yù)測(cè)進(jìn)行研究。
　　首先,以Hertz接觸模型為理論基礎(chǔ),建立密封結(jié)構(gòu)磨損模型。將磨粒磨損分為兩個(gè)階段,即由三體磨粒磨損向二體磨粒磨損的過(guò)度,分別對(duì)兩個(gè)磨損階段建立理論模型。根據(jù)斜碰撞理論和Hertz阻尼接觸理論,建立三體磨粒磨損模型。再參考磨粒犁削摩擦理論建立二體磨粒磨損模型和含油膜的磨粒磨損模型。
　　其次,綜合考慮橡膠材料的特性,利用有限元軟件ANSYS建立密封圈和活塞桿之間的磨粒磨損的有

3、限元模型,然后對(duì)作動(dòng)器密封結(jié)構(gòu)磨粒磨損的兩個(gè)階段分別做有限元分析,研究磨粒磨損發(fā)生的因素和影響關(guān)系。通過(guò)分析三體磨損發(fā)生與磨粒直徑負(fù)相關(guān),和運(yùn)動(dòng)速度正相關(guān),得到發(fā)生三體磨粒磨損的臨界條件,提出了判斷三體磨粒磨損發(fā)生的方法。二體磨損的分析中得到了預(yù)測(cè)壽命中的最重要因素——接觸應(yīng)力,并分析證明理論模型中二體磨粒磨損的影響因素。
　　然后,用G-W統(tǒng)計(jì)模型將微觀的磨粒接觸應(yīng)力轉(zhuǎn)化為宏觀的活塞桿表面受到的壓應(yīng)力,提出了磨粒磨損引發(fā)的額外應(yīng)

4、力的統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算方法。根據(jù)組合磨損計(jì)算方法,以磨損量為研究對(duì)象,提出預(yù)測(cè)密封結(jié)構(gòu)磨粒磨損的壽命的方法。
　　最后動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS建立了作動(dòng)器的整體樣機(jī),模擬了磨粒磨損引發(fā)的額外接觸應(yīng)力下作動(dòng)器的工作情況,分析了磨粒磨損在宏觀上對(duì)磨損壽命的影響。并驗(yàn)證了微觀磨粒接觸的理論。
　　本文從理論模型,微觀應(yīng)力和宏觀應(yīng)力三方面研究磨粒磨損帶來(lái)的額外接觸應(yīng)力對(duì)密封性的影響,并提出了在作動(dòng)器下密封結(jié)構(gòu)的壽命預(yù)測(cè)方法和磨粒磨損的判定條