高压海水轴向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面润滑特性研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目高压海水轴向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面润滑特性研究作者姓名隋燃学科专业机械电子工程指导教师高殿荣教授2015年5月中图分类号：TH137.52学校代码：10216UDC：621.22密级：公开工学硕士学位论文高压海水轴向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面润滑特性研究硕士研究生：隋燃导师：高殿荣教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年05月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechatronicEngineeringRESERCHONTHESLIPPERSHOEWIT

2、HBIONICNON-SMOOTHSURFACEFORHIGHPRESSURESEAWATERPUMPbySuiRanSupervisor:ProfessorGaoDianrongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高压海水轴向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面润滑特性研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人

3、承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《高压海水轴向柱塞泵滑靴副仿生非光滑表面润滑特性研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：

4、日期：年月日摘要摘要随着节能环保以及国家海洋战略的实施，海水液压传动系统、反渗透海水淡化系统、深海作业工具系统等将得到愈来愈广泛的应用，上述这些系统的核心动力元件就是高压海水轴向柱塞泵，滑靴副副是它的关键摩擦副之一，而且是一组典型的高压重载副。由于海水黏度低、润滑性极差、气化压力高，并具有很强的腐蚀作用，特别是存在成分复杂的各种污染杂质，在高速重载工况下，滑靴副极易遭受污染磨损，使海水泵性能劣化而过早失效。本文提出应用非光滑表面技术来改善滑靴副的磨损性能，并应用数值仿真与实验结合的方法研究非光滑表面润滑规律。首先，根据滑靴副的实际工况和工作特点，建立运动模型与几何模型，并将仿

5、生非光滑表面布置于滑靴底面。其次，针对单一仿生单元进行数值模拟，分析各因素对承载力的影响，并确定几种较优的凹坑结构。结果表面扇形坑口形状最优，圆弧状截面形状最优；较优坑形为扇形锥坑与球坑。再次，针对优秀坑形加工试件进行实验，对比分析光滑表面与各非光滑表面的实验数据。在不同转速情况下，非光滑表面的摩擦系数均小于光滑表面。最后，将几种优秀坑形应用于滑靴副并对流场进行数值模拟，分析仿生单元尺寸、深径比间距水膜承载特性的影响，得出水膜承载力随各因素变化的规律并确定最优结构。关键词：仿生；滑靴副；数值模拟；非光滑表面；海水柱塞泵I燕山大学工学硕士学位论文AbstractAsenergy

6、conservation,environmentalprotectionandtheimplementationofthestrategyofnationalMarineseawaterhydraulictransmissionsystem,reverseosmosisdesalinationsystems,deepseahomeworktoolsetc,willgetmoreandmorewidelyused,thissystemisthecorepoweroftheoriginalaxialplungerpump,highpressurewaterslidingboots

7、viceisoneofthekeyfrictionpairofit,anditisasetoftypicalhighpressureoverload.Lowviscosity,poorlubricationofthesea,gasificationpressureishigh,andhasaverystrongcorrodingeffect,especiallythevariouscomponentsofcomplexpollutionofimpurities,inundertheconditionof