柱塞泵马达微观织构配流副热-流-固耦合润滑机理研究

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柱塞泵广泛应用于工程机械液压传动系统中,在恶劣条件下也可以应用。表面微观织构技术作为摩擦学领域的一门新技术,在不同的条件和环境下,能够强化流体动力效应,增强元件自身的承载水平,是一种广泛用于提高摩擦学机械元件承载能力、耐磨性与摩擦系数的措施。从油膜温度分布的情况进行分析,会直接对柱塞泵配流副内部的润滑程度造成影响,可以有效的调整润滑剂的粘度,这对元件的压力分布与油膜承载力有很大的影响。对弹性变形与流体润滑之间产生的影响进行研究,为了使得柱塞泵配流副的流体润滑特性可以得到有效改善,针对微观织构配流副的热-流-固耦合,重点探究其如何影响配流副油膜润滑机理,此次研究中将理论计算结合于仿真,对配流副各种工况下的润滑特性进行探讨。本文在实际研究的过程中,构建了关于轴向柱塞泵马达配流副的分析模型,同时对有关柱塞泵马达配流副油膜的雷诺方程、能量方程进行计算,求解油膜厚度和压力分布情况,在研究配流副流固耦合的基础上,通过设置不同工况参数(油液粘度、缸体转速、缸体倾角、初始油膜厚度、密封带宽度)的变化,对比分析考虑有无弹性变形的温度场特性,并设置温度测试实验进行结果的验证,最后对热流固耦合下的微观织构配流副润滑性能做出了对比分析。研究结果如下:柱塞泵缸体在工作状态下,缸体和配流盘之间的相对位置产生变化,二者之间形成一个大于零的夹角,与配流盘之间出现一定间隙,造成进、出油口的高低压情况,引起油膜发生变化,使油膜的承载力与摩擦力都得到了增大,并且影响内部的压力分布。在考虑弹性变形的情况下,在不同的粘度下,缸体转速对温度的影响更趋于平缓和稳定;初始膜厚对温度的影响要更明显,同一膜厚不同粘度的温度变化更大;密封带宽度对温度的影响呈线性变化关系,而倾角则没有明显差别。通过设置温度测试的实验,确定实验数据和计算结果一致,确定了计算结果的有效性。研究温度和不同工况参数变化时的具体情况,有着十分重大的意义,它关系到油液粘度的取值,也会涉及到油膜压力的计算,并且与润滑性能息息相关,基于此为热流固耦合情况的研究提供数据和理论支撑。
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