新型海(淡)水柱塞泵的研究與開(kāi)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(shù)因其具有不燃燒、無(wú)污染、響應(yīng)快和使用維修方便等突出優(yōu)點(diǎn)，特別適用于冶金、礦山、醫(yī)藥、食品加工業(yè)、海洋開(kāi)發(fā)以及海軍裝備等軍用和民用部門(mén)，應(yīng)用前景十分廣闊，也是目前國(guó)際上流體傳動(dòng)及控制領(lǐng)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(wèn)題之一。
　　 本文針對(duì)當(dāng)前已研制的各種海(淡)水柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討性地提出一種海(淡)水柱塞泵的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)——斜盤(pán)連桿油水分離式水

2、壓柱塞泵，并對(duì)其結(jié)構(gòu)原理以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入分析，總結(jié)了該結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及其潛在應(yīng)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(chǔ)上，分別提出了新型柱塞(滑閥)配流方式和改進(jìn)型閥配流方式。新型柱塞(滑閥)配流結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，每個(gè)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(yùn)動(dòng)滯后問(wèn)題。該結(jié)構(gòu)的泵其運(yùn)動(dòng)可逆，也可作馬達(dá)使用。改進(jìn)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(dǎo)向部分，保證上下運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性；此外，配流閥重量輕，慣性小，啟閉靈活，其導(dǎo)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(dǎo)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(pán)連桿油水分離式結(jié)構(gòu)和新型柱塞(滑閥)配流方

4、式相結(jié)合，并對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)難題以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面進(jìn)行了較深入研究，進(jìn)一步研制出了斜盤(pán)連桿油水分離式柱塞配流海(淡)水軸向柱塞泵樣機(jī)。樣機(jī)泵的性能試驗(yàn)表明，在工作壓力3MPa，流量約有15L/min，容積效率60[％]左右。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的泵(柱塞與缸孔之間完全是間隙密封，沒(méi)有任何軟密封，而且柱塞配流密封長(zhǎng)度短，工作條件苛刻)而言，在使用海(淡)水介質(zhì)情況下能達(dá)到如此指標(biāo)是非常難得的，該樣機(jī)泵的各項(xiàng)性能有待進(jìn)一步提高

5、。柱塞配流一直是國(guó)際上的難題，柱塞配流副的泄漏問(wèn)題始終沒(méi)有得到徹底解決，本文樣機(jī)泵的研制為徹底攻克國(guó)際上柱塞配流關(guān)鍵技術(shù)難題做出了有益的、大膽的嘗試。本文將斜盤(pán)連桿油水分離式結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的閥配流方式相結(jié)合，分析了其工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)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(pán)連桿油水分離式閥配流海(淡)水軸向柱塞泵樣機(jī)，已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利。
　　 本文采用三維建模和二維建圖相結(jié)合，有限元分析和流場(chǎng)

6、計(jì)算相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法完成了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，采用耐腐蝕合金、工程塑料和陶瓷材料相結(jié)合的新型材料以及陶瓷等離子表面噴涂和金剛石精細(xì)磨削相結(jié)合的新工藝完成了樣機(jī)泵各零部件的加工制造和裝配，并在艙底疏水泵組實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)系統(tǒng)上對(duì)該樣機(jī)泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，樣機(jī)泵的工作壓力在8MPa，流量可達(dá)300L/min左右，容積效率90[％]左右。百萬(wàn)次沖擊試驗(yàn)的結(jié)果表明，該泵耐腐蝕性好，潤(rùn)滑和自冷卻可靠，關(guān)鍵摩擦副磨損量<5 mμ，溫升<80 ℃，工作噪