高速高壓軸向柱塞泵滑靴副油膜特性參數(shù)測試系統(tǒng)研究.pdf

1、由于具備功率密度大、傳輸功率大等優(yōu)點，軸向柱塞泵廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械和工業(yè)機械等領(lǐng)域。隨著液壓系統(tǒng)中容積式動力源朝著高速和高壓化的不斷發(fā)展，對柱塞泵的性能也提出了更高的要求。軸向柱塞泵的滑靴副一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點領(lǐng)域，作為軸向柱塞泵三大摩擦副之一，其工作特性是決定著整泵的壽命、效率和可靠性的主要因素之一。
　　滑靴除了緊貼在斜盤工作平面作軌跡為橢圓的運動，還隨柱塞一起作相對于缸體軸向的直線往復(fù)運動，另外滑靴還繞自身軸心作自轉(zhuǎn)運

2、動，相比于軸向柱塞泵的其他摩擦副滑靴副的狀態(tài)最為復(fù)雜。泵體的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量減少自身重量以便增加功重比，因此一般泵體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會很緊湊，這就使得泵體內(nèi)部空間狹小增加安裝測試設(shè)備的難度。由于存在以上兩個難點，在滑靴副的相關(guān)參數(shù)測試過程中，存在著傳感器的安裝位置狹小和數(shù)據(jù)線纏繞兩個難題。為方便得到測試參數(shù)，目前國內(nèi)外針對滑靴副油膜場參數(shù)測試的相關(guān)試驗臺都具有較大的局限性:首先，一部分實驗設(shè)備只能針對滑靴副油膜某一特性參數(shù)進行測量，不能全面的

3、探究滑靴副的油膜狀態(tài)。其次，一部分試驗臺采用斜盤轉(zhuǎn)動、缸體固定的結(jié)構(gòu)，與軸向柱塞泵實際運動關(guān)系完全相反;另一部分試驗臺則是通過機械限位的方式限制了滑靴的自旋運動。所以這些試驗臺并不能真實地和全面地反映出斜盤式軸向柱塞泵的滑靴副的動力學(xué)狀態(tài)，因此油膜分布特性測試結(jié)果存在較大誤差。鑒于此，本論文在克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺點下提出了測試滑靴副油膜厚度、油膜壓力和滑靴自旋轉(zhuǎn)速的測試方法，并設(shè)計了一臺實驗設(shè)備。為設(shè)計和優(yōu)化滑靴結(jié)構(gòu)即提高軸向柱塞泵可靠性

4、和壽命提供試驗驗證。
　　本論文的主要內(nèi)容可分為六章，現(xiàn)分述如下：
　　第一章，概述了軸向柱塞泵及其關(guān)鍵摩擦副，并分析了滑靴副及其油膜特性對于柱塞泵的重要作用。介紹了目前國內(nèi)外在軸向柱塞泵滑靴副油膜特性參數(shù)測試方面的研究現(xiàn)狀，提出了本論文的主要研究內(nèi)容及研究意義。
　　第二章，深入分析滑靴副油膜壓力場與厚度場特性，并分析了滑靴自旋產(chǎn)生的原因及其對柱塞泵性能的影響。針對滑靴的自旋轉(zhuǎn)速、滑靴副的油膜壓力場和油膜厚度場，提出

5、了可行的測試方案，并對測試方案中應(yīng)用的傳感器選型和安裝進行了設(shè)計和分析。
　　第三章，針對滑靴副油膜的厚度場、壓力場與滑靴自旋轉(zhuǎn)速的測試方案，設(shè)計了滑靴特性參數(shù)測試試驗臺試驗泵的機械結(jié)構(gòu)。提出一種變夾角軸系傳動結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了厚度場與壓力場的多點測量。
　　第四章，針對滑靴副特性參數(shù)測試試驗臺，給出了其液壓系統(tǒng)的工作原理，并利用AMESim軟件仿真分析液壓系統(tǒng)的可行性。根據(jù)測試要求對試驗臺的測控系統(tǒng)硬件進行了設(shè)計和選型，并利用L