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水液压传动技术是一种使用过滤后的淡水或海水代替矿物油作为工作介质的绿色液压技术。水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重。传统的斜盘式柱塞水液压泵技术已非常成熟,但是在高围压环境下容积效率大幅下降,因而不适用于深海环境。采用直线电机驱动水液压柱塞泵,减少了传统旋转电机驱动柱塞泵中电机旋转运动到柱塞往复直线运动的能量转换环节,消除了斜盘受围压作用效率降低的影响,具有效率高,适应深海高围压环境的优点,而且采用直线电机驱动,通过控制直线电机的速度,可以实现泵的无级调速。本文以直线电机和水液压柱塞泵为研究对象,结合国内外相关研究,分析了国内外水液压柱塞泵和直驱泵的发展和研究现状,设计研制了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵。通过分析滞后条件下三角波和梯形波的叠加效果,确立了直线电机的运动规划,通过AMESim建模仿真确定柱塞泵的配流方式,提出了直线电机驱动柱塞泵方案。针对直线电机驱动水液压柱塞泵的柱塞副的受力和泄漏进行分析,结合永磁同步直线电机的建模,建立直线电机驱动柱塞泵运动模型,通过搭建单柱塞驱动特性试验台,验证直线电机驱动特性。利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机对316L不锈钢与四种聚醚醚酮(PEEK)进行摩擦学性能研究,分析了在水润滑条件下四组对偶摩擦副的摩擦系数、温度、磨损量和接触表面的磨损形貌进行,确定了 316-PEEKHPV是适用在直线电机驱动水液压柱塞泵中摩擦副的配对材料。基于理论和试验研究,设计加工直线电机驱动水液压柱塞泵样机,通过搭建样机试验试验台,进行了不同冲次下的加载试验,结果表明样机在冲次150 min-1和负载压力3 MPa下运行时,其实际输出流量为10.2 L/min,容积效率约为79.07%,机械效率约为93.5%,总效率约为73.5%,满足研究指标的要求。