新型海(淡)水柱塞泵的研究與開發(fā).pdf

1、用海水或淡水取代傳統(tǒng)礦物油作為工作介質(zhì)的水液壓技術因其具有不燃燒、無污染、響應快和使用維修方便等突出優(yōu)點，特別適用于冶金、礦山、醫(yī)藥、食品加工業(yè)、海洋開發(fā)以及海軍裝備等軍用和民用部門，應用前景十分廣闊，也是目前國際上流體傳動及控制領域的前沿研究方向。其中，海(淡)水液壓泵的研制是該研究方向的核心問題之一。
　　 本文針對當前已研制的各種海(淡)水柱塞泵的結構特點，探討性地提出一種海(淡)水柱塞泵的創(chuàng)新結構——斜盤連桿油水分離式水

2、壓柱塞泵，并對其結構原理以及運動學和動力學進行深入分析，總結了該結構的優(yōu)缺點及其潛在應用。本文在歸納分析海(淡)水柱塞泵采用的各種配流方式的基礎上，分別提出了新型柱塞(滑閥)配流方式和改進型閥配流方式。新型柱塞(滑閥)配流結構簡單，工作平穩(wěn)可靠，每個柱塞既是吸排水元件，又是三位二通配流滑閥的滑芯，可謂一件多用，配流方式十分巧妙。這種配流方式減少了摩擦副，避免了傳統(tǒng)閥配流方式的運動滯后問題。該結構的泵其運動可逆，也可作馬達使用。改進的閥配

3、流方式采用軟密封單向錐閥配流，密封面為錐面，自位性能好，密封性好，工作可靠，可在高壓狀態(tài)下工作；配流閥增加導向部分，保證上下運動的準確性；此外，配流閥重量輕，慣性小，啟閉靈活，其導向部分可放在柱塞缸腔外，使閉死容積減小，而且閥芯錐面(密封面)和圓柱面(導向面)之間的同軸度容易保證。在海水環(huán)境中，使用軟密封單向錐閥作吸入閥可以很好地抵御因海洋生物、微生物造成的卡死、堵塞。
　　 本文將斜盤連桿油水分離式結構和新型柱塞(滑閥)配流方

4、式相結合，并對其工作原理、結構特點、關鍵技術難題以及運動學和動力學等方面進行了較深入研究，進一步研制出了斜盤連桿油水分離式柱塞配流海(淡)水軸向柱塞泵樣機。樣機泵的性能試驗表明，在工作壓力3MPa，流量約有15L/min，容積效率60[％]左右。對于這種結構的泵(柱塞與缸孔之間完全是間隙密封，沒有任何軟密封，而且柱塞配流密封長度短，工作條件苛刻)而言，在使用海(淡)水介質(zhì)情況下能達到如此指標是非常難得的，該樣機泵的各項性能有待進一步提高

5、。柱塞配流一直是國際上的難題，柱塞配流副的泄漏問題始終沒有得到徹底解決，本文樣機泵的研制為徹底攻克國際上柱塞配流關鍵技術難題做出了有益的、大膽的嘗試。本文將斜盤連桿油水分離式結構和改進的閥配流方式相結合，分析了其工作原理、結構特點、運動學和動力學特性、自吸性能、以及自冷卻性能和降溫措施等，研制了一種斜盤連桿油水分離式閥配流海(淡)水軸向柱塞泵樣機，已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利。
　　 本文采用三維建模和二維建圖相結合，有限元分析和流場

6、計算相結合的設計方法完成了圖紙設計，采用耐腐蝕合金、工程塑料和陶瓷材料相結合的新型材料以及陶瓷等離子表面噴涂和金剛石精細磨削相結合的新工藝完成了樣機泵各零部件的加工制造和裝配，并在艙底疏水泵組實驗室試驗系統(tǒng)上對該樣機泵進行了試驗研究。試驗結果表明，樣機泵的工作壓力在8MPa，流量可達300L/min左右，容積效率90[％]左右。百萬次沖擊試驗的結果表明，該泵耐腐蝕性好，潤滑和自冷卻可靠，關鍵摩擦副磨損量<5 mμ，溫升<80 ℃，工作噪