織構(gòu)化配流副摩擦潤滑特性的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、配流副是軸向柱塞泵的關(guān)鍵零部件，同時也是其它采用端面配流方式的液壓動力元件和執(zhí)行元件普遍采用的配流方式，如葉片泵、軸向柱塞馬達(dá)等。隨著液壓傳動技術(shù)向著高速、高壓方向發(fā)展，對配流副的工作性能和使用壽命提出了更高的要求。而表面織構(gòu)技術(shù)因其能提高摩擦副間油膜支撐力、降低摩擦磨損、改善潤滑性能而成為摩擦學(xué)的一大研究熱點(diǎn)，表面織構(gòu)在機(jī)械密封、發(fā)動機(jī)活塞環(huán)、計(jì)算機(jī)硬盤等上的研究成果和成功應(yīng)用為改善配流副的摩擦潤滑性能提供了一種新的思路。為提高織構(gòu)化

2、配流副的摩擦學(xué)性能，并對配流副織構(gòu)化參數(shù)的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，本文從理論和試驗(yàn)兩個方面對織構(gòu)化配流副的摩擦潤滑特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　在理論方面:建立了針對配流副結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際工況的潤滑模型，分析了織構(gòu)化參數(shù)，即微凹坑深度、直徑及面積率對配流副間油膜支撐力的影響，為減摩和降低磨損提供依據(jù)。建立了考慮氣穴影響的織構(gòu)化配流副泄漏模型，尋求一種織構(gòu)化配流副泄漏量的計(jì)算方法，同時也可供機(jī)械密封泄漏量的計(jì)算提供參考。建立了織構(gòu)化配流副的動態(tài)模

3、型，利用Matlab/Simulink進(jìn)行了動態(tài)仿真，分析了織構(gòu)化配流副間油膜厚度的變化規(guī)律。
　　在試驗(yàn)方面:依據(jù)軸向柱塞泵配流副的工作原理，研制了一臺織構(gòu)化配流副摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。針對配流盤相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對采用光刻電解技術(shù)加工微凹坑陣列的工藝和步驟進(jìn)行了探索，并成功加工出質(zhì)量較高的微凹坑陣列。依據(jù)理論分析的相關(guān)結(jié)論和實(shí)際情況，選擇合適的配流副工況和織構(gòu)化參數(shù)進(jìn)行織構(gòu)化配流副的試驗(yàn)研究。
　　通過理論分析和試驗(yàn)研究，得出了

4、如下結(jié)論。
　　織構(gòu)化配流副間油膜特性方面:織構(gòu)化配流副能夠提高摩擦副間的支撐力;最優(yōu)面積率與微凹坑深度和油膜厚度的比值有關(guān);較大微凹坑直徑能提供較大的支撐力;在油膜厚度與微凹坑深度相等時有最大的支撐力，支撐力隨油膜厚度減小而呈現(xiàn)出非線性增大的趨勢。
　　低壓區(qū)織構(gòu)化配流副的摩擦學(xué)研究方面:最優(yōu)面積率受到多因素的影響，在相同條件下，面積率為10％和15％表現(xiàn)出最好的摩擦學(xué)性能。微凹坑直徑為100μm時的摩擦學(xué)性能優(yōu)于其它微凹

5、坑直徑，最大減摩率為37.35％。微凹坑深度為10μm時摩擦學(xué)性能較好，最大減摩率為27.98％。
　　全織構(gòu)化配流副的摩擦學(xué)研究方面:面積率為10％和15％時的摩擦學(xué)性能接近，微凹坑直徑為200μm時，摩擦學(xué)性能較好。其減磨機(jī)理由織構(gòu)的三個基本作用決定即容納固體顆粒、產(chǎn)生動壓效應(yīng)和二次潤滑。
　　在織構(gòu)化配流副泄漏量方面:微凹坑深度和面積率對泄漏量有較大影響，隨著微凹坑深度的增加，泄漏量隨之減小。在相同面積率和微凹坑深度時