轴向柱塞泵∕滑靴副润滑磨损的影响因素分析.pdf

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1、2015年3月第4l卷第3期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMarch2015V01．41No．3http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0204轴向柱塞泵／滑靴副润滑磨损的影响因素分析马纪明“，李齐林2，任春宇2，陈娟1(1．北京航空航天大学中法工程师学院，北京100191；2．金城南京机电液压工程研究中心，南京211140)摘要：斜盘一滑靴副(滑靴副)的磨损会导致泵泄漏增

2、加、效率降低，进而影响寿命．提出了一种基于弹性流体动力润滑(EHL，ElastoHydrodynamicLubrication)磨损模型的轴向柱塞泵滑靴副加速寿命试验方法．该方法以滑靴副的油膜分析结果为基础，综合考虑工况参数(温度／转速／压力)对滑靴副磨损的影响，揭示了影响滑靴副磨损过程的内在因素．研究以某型轴向柱塞泵为对象，首先基于提出方法，对2组不同工况下的滑靴副磨损量进行了分析，并将分析结果与长周期的磨损试验结果进行了对比，验证了磨损量分析结果的准确性，也表明本文提出的方法与模型具有可用性．然后，基于本文提出方法和磨损分析模型，对比分析了介质温度(黏度)、输出压力、转

3、速与滑靴副磨损率的相对关系．最后，探讨了柱塞泵的磨损加速寿命试验的加速手段，以及工况对于加速比率的影响．研究结果能够用于制定柱塞泵加速磨损试验的载荷谱，以及为降低泵磨损为目的的设计优化．关键词：柱塞泵；滑靴副；磨损；弹性流体动力润滑；加速寿命试验中图分类号：THl37．51文献标识码：A文章编号：1001—5965(2015)03-0405-06磨损是柱塞泵的主要失效模式之一．磨损会导致柱塞泵效率下降，进而影响使用寿命．因磨损量难以实时测量，故磨损影响因素的确定与磨损状况的预测都比较困难．国内外关于液压泵磨损特性的研究，大多是基于泵的部分性能参数，并通过解析m1、仿真口1或

4、试验方法H。5]预测磨损影响，或者评价寿命．也有部分研究者从设计角度，基于减少磨损的目的开展泵的磨损研究．Nie等¨1针对水泵的滑靴副，分析了结构和工况参数对磨损的影响，并通过试验证明了其结论．上述研究中几乎都是定性地分析各种因素与柱塞泵磨损的对应关系，罕有定量的结论．基于磨损模型则可以定量地分析滑靴副磨损情况与其影响因素的关系．在文献[7-11]的基础上，有关磨损模型的理论研究和试验验证取得了大量的研究成果，并在工程领域得到了广泛应用．泵的磨损过程是典型的多场、多因素耦合作用的结果，影响因素很多．Hsu等¨21总结了影响磨损的32个参数，包括温度、热容积、速度、污染程度、

5、接触面材料、表面加工水平、润滑情况、载荷情况等．滑靴副的主要磨损形式为弹性流体动力润滑(EHL，ElastoHydrodynamicLubrication)条件下因表面粗糙而引起的二体磨粒磨损¨¨．基于Archard模型，Chang¨副提出了一种针对EHL情况下的磨损模型，并进行了试验对比验证．然而，EHL磨损模型用于分析柱塞泵斜盘／滑靴磨损特性时具有局限性，主要是由于模型中的变量参数不能直接获得．在EHL磨损模型中，最重要的影响参数是摩擦副的油膜厚度．油膜厚度的影响因素很多，包括泵的压力、流量、温度、转速等工况参收稿日期：2014-04—15；录用日期：2014-07-2

6、5；网络出版时间：2014-10—1615：44网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／doi／lO．13700／j．bh．10013965．2014．0204．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(51205007)+通讯作者：马纪明(1979一)，男，河南周口人，讲师，jiming．ma@buaa．edu．cn，主要研究方向为液压元件与系统的仿真方法，工业科学引用格式：马纪明，李齐林，任春字，等．轴向柱塞泵／滑靴副润滑窘损的影响因素分析【j1．北京航空航天大学学报，2015．41(3)405—410．MaJM，LiQL．RenCY，eta1．Influe

7、nce[actorsanalysisonwearofhydraulicaxialpistonpump／slipperpairCJ]JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，41(3)：405—410(inChinese)．406北京航空航天大学学报2015年数，也包括结构摩擦副的结构形式、尺寸参数、材料属性等¨⋯．柱塞泵滑靴副油膜相关的研究文献很多，侧重点也各不相同．包括油膜厚度的数值计算方法¨5

8、、油膜的特性分析方法¨乱⋯、油膜对摩擦副