径向柱塞泵高速滑动摩擦副的试验研究

第2期(总第27期) 2008年3月 赢体秸动鼻控副 nIIidPowerTransmissionandConhol No．2(鲕alNo．27) May．2008 径向柱塞泵高速滑动摩擦副的试验研究 贾跃虎赵翠萍刘良玉 (太原科技大学机械电子工程学院山西太原 摘要：液压泵的性能和使用寿命与其摩擦副的结构、材料的选择、表面处理以及使用条件等因素决定的。该文是以 40mL／r排量的径向柱塞泵作为载体，在压力为20MPa、转速为1500r／min，液压油污染度等级为15／12的条件下进 行摩擦磨损实验研究，经过107循环之后f11，对摩擦副的磨损情况进行测量和分析，认为连杆滑靴基体材料为38Cr- MoAl表面渗MoS2与定子为GCrl5的配对摩擦副在实验条件下作为液压泵的高速滑动摩擦副是可行的。 关键词：径向柱塞泵；滑动摩擦副；摩擦磨损；试验研究 中图分类号：THl37 文献标识码：A 文章编号：1672-8904(2008)02-．o007．-002 前言 径向柱塞泵的结构如图1所示，我们在研制径 向柱塞变量泵的过程中，主要在摩擦副的材料选择 和表面处理及其试验研究方面，得出了有用的结论 翻；摩擦副结构设计成滑靴形式，剩余压紧力用静压 支承设计；连杆滑靴材料选用38CrMoAl；表面渗 MoS：及定子选用GCrl5材料。径向柱塞泵与国内原 有的轴配流径向柱塞泵相比，主要是将高速摩擦副 的结构，设计成滑靴形式并进行合理的材料选择和 处理，从而使该种液压泵在性能方面有很大的提 高。转速提高20％、压力提高一倍、容积效率提高 15～20％、寿命提高两倍。 被试验的径向柱塞泵的额定压力为28MPa，公 称转速为1800r／min，排量为40mL／r。该泵的滑动 摩擦副有定子与连杆滑靴、转子与配流轴、柱塞与 柱塞孔等。其中定子与连杆滑靴，这一对摩擦副为 高速滑动摩擦副，其摩擦磨损情况直接影响到液压 泵的性能和寿命。本文主要探讨该摩擦副的摩擦 磨，损对液压泵的性能和寿命的影响。 l径向柱塞泵相关参数 高速滑动摩擦副实验参数：定子内径144ram， 最大偏心距为6mm，转子转速1500r／min，静压支承 容腔压力油压力略小于液压泵工作压力，分析时就 按工作压力考虑。 摩擦副的最高线速度： v一=27rn(e+R)=1500(6+72)2,rr =735132mm／min=12．25rn／s 其中，e为定子的偏心距，尺为定子的半径。 滑靴上所受的作用力： Fa=F#F#inAt 式中：％一滑靴所受的不变载荷，包括油压力、离 心惯性力，滑靴底面的反作用力； 巧广一滑靴所受的周期变化力，包括摩擦力和 相对运动惯性力； 圈l径向柱塞泵结构示意圈 收稿El期：2007一12—04 作者简介：贾跃虎(1962)，男，教授，主要研究方向为高性能液压元件。 8 澎体钴幼鼻控纠 2008年第2期 ^——连杆滑靴所受到的周期干扰力的变化 周期。 在，总中主要作用力柱塞的液压力和滑靴面的 容腔液压力抵消95％，而其它的作用力比较小，也 就是说该摩擦副的p秽值不大。 滑靴与定子之间在正常运动期间，应当是完全 润滑运动，也就是该摩擦副之间始终保持有一定厚 度的润滑油膜(10～20“m)。 2实验条件与参数 2．1实验条件 在前期进行该摩擦副材料选择和表面处理实 验研究的基础上，以整台液压泵连续运行，实验温 度为30—600C，液压油污染度等级为15／12。 2．2实验参数 实验压力为20MPa，实验排量为40mL／r(全排 量)，实验转速为1500r／min，在不出现异常现象的 前提下，运行107循环，然后检测检查摩擦磨损情 况。 2．3实验台系统 液压泵实验台液压系统如图2。 图2试验台液压系统图 该试验台是根据液压泵型式试验的需求而设 计的131，可以实现变频调速、温度调控、节流加载，可 以测量压力、流量、泄漏流量、转速、转矩、温度等参 数。 3试验结果 3．1试件磨损情况 图3107循环后照片 经过107循环以后的试件照片如下图3 对7个滑靴进行观察与测量，结果是外表都像 照片所示那样，没有明显的划痕和蚀点，表面基本光 滑，磨损测量结果在2-2．5p,m的范围。 3．2对液压泵性能参数的影响 在循环107时，对实验参数的测量结果是：实验 压力为20MPa，实验排量为40mL／r(全排量)，实验 转速为1500r／min。因此用这对摩擦副做实验时，由 于摩擦副的轻微磨损，不会对液压泵的性能参数产 生影响。 4结论 径向柱塞泵高速滑动摩擦副中，定子材料选用 GCrl5，连杆滑靴基体材料选用38CrMoAl，表面渗 MoS：，通过107循环的试验研究，我们认为这种设计 能够满足液压泵性能参数的设计指标，并且能够保 证液压泵的使用寿命。这两种材料的配对和相关表 面处理作为液压泵高速滑动摩擦副是可行的。 参考文献 【1】孙毅刚，许耀铭等．XB型轴向柱塞泵失效模式及其分析叨． 工程机械．1991，(10) 【2】贾跃虎，乔田红等．径向柱塞泵高速滑动摩擦副可靠性实 验【J】．太原重型机械学院学报．2003，(4)． f3】贾跃虎，宋福荣．液压泵型式试验台设计分析阻太原重型 机械学院学报．2000．(2) ExperimentalStudyonIngh-speedSlipCoupleforRadialPistonPump JIAYue-huZHAOCui-pingLIULiang-yu 径向柱塞泵高速滑动摩擦副的试验研究 作者： 贾跃虎， 赵翠萍， 刘良玉， JIA Yue-hu， ZHAO Cui-ping， LIU Liang-yu 作者单位： 太原科技大学机械电子工程学院,山西,太原,030024 刊名： 流体传动与控制 英文刊名： FLUICL POWER TRANSMISSION AND CONTROL 年，卷(期)： 2008，(2) 引用次数： 0次 参考文献(3条) 1.孙毅刚.许耀铭 XB型轴向柱塞泵失效模式及其分析 1991(10) 2.贾跃虎.乔田红 径向柱塞泵高速滑动摩擦副可靠性实验[期刊论文]-太原重型机械学院学报 2003(4) 3.贾跃虎.宋福荣 液压泵型式试验台设计分析 2000(2) 相似文献(4条) 1.期刊论文 赵翠萍.贾跃虎.刘良玉.李晶洁.ZHAO Cui-ping.JIA Yue-hu.LIU Liang-yu.LI Jing-jie 径向柱塞泵 高速滑动摩擦副材料的性能分析 -机械工程与自动化2008(5) 对一种新型径向柱塞泵的定子和连杆滑靴这一对高速滑动摩擦副的材料进行了分析,研究发现黄铜材料和锡青铜材料作为径向柱塞泵高速滑动摩擦副 的选材不合适;定子材料选用GCr15,连杆滑靴基体采用38CrMoAl且表面渗MoS2,目前是高速滑动径向柱塞泵摩擦副材料的一种有效选择. 2.期刊论文 贾跃虎.乔田红 径向柱塞泵高速滑动摩擦副可靠性实验 -太原重型机械学院学报2003,24(4) 本文对一种新型径向柱塞泵的定子和连杆滑靴高速滑动摩擦副进行了可靠性和寿命的试验研究.讨论了摩擦副选材的四种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,并进行了强化试验,结 果表明,定子材料为GCr15,连杆滑靴为40Cr基体上喷涂MoS2的摩擦副具有较高的可靠性和寿命. 3.期刊论文 范振东.张新.王明智.安高成.张力平 径向柱塞泵中高速滑动摩擦副的支撑性能研究 -太原重型机械学 院学报2003,24(2) 径向柱塞泵中摩擦副的设计好坏对于泵的工况有很大影响.针对这一问题,本文介绍了在径向柱塞泵滑靴定子摩擦副中采用阻尼管型静压支承的方法 ,并对静压支撑方式油膜静动态性能进行深入的研究. 4.学位论文 赵翠萍 JBP-40型径向柱塞泵公称转速和额定压力的确定因素研究 2008 液压泵作为液压系统的关键元件,其性能的好坏往往直接影响整个液压系统的工作可靠性。由于径向柱塞泵具有柱塞与缸体的内孔均为圆柱面,易达 到高精度配合等结构特点,因此比轴向柱塞泵耐冲击、寿命长、容积效率高、控制精度高。受到国内外液压泵行业的青睐,应用在轧钢机,注塑机等冲击负 载的设备中,市场前景十分广阔。我国从80年代末90年代初很多科研机构与生产厂家开始研究开发这种产品,但都不能解决滑靴与定子两对摩擦副烧研的 问题和研究出更高性能的径向柱塞泵。 径向柱塞泵里的滑靴与定子,转子与配流轴之间相互接触,构成了柱塞泵的关键摩擦副,这几个摩擦副都直接 影响着液压泵的工作寿命和失效形式,径向柱塞泵配流轴的受力情况直接关系到液压泵的容积效率和工作效率。液压泵的结构、[PV]值、高速滑动摩擦副 摩擦磨损、关键零部件的抗疲劳能力是决定泵公称转速和额定压力能否在n=1800r/min,p=28Mpα基础上再提高的决定性因素。泵的轴承是限制泵寿命的 重要因素,也是泵公称转速和额定压力能否再提高的决定性因素。 本文对影响径向柱塞泵公称转速和额度压力的因素进行详细分析,找出影响公称 转速和额定压力提高的因素。针对摩擦副烧研问题,对滑靴结构进行改善,来提高滑靴的使用寿命。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ltcdykz200802003.aspx 下载时间：2010年2月4日