斜盘式轴向柱塞泵配流副油膜特性分析

1

作者 岳星岐 王慧 +2 位作者 赵国超 周国强 宋宇宁 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期92-100,共9页

为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性... 为探究斜盘式轴向柱塞泵振动的发生机理,建立了斜盘式柱塞泵配流副油膜有限元模型,通过试验验证了模型具有高度的准确性,并采用等间距试验法分析了排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数对配流副油膜的压力场特性、温度场特性、正压力特性和空化特性的影响规律。研究结果表明:柱塞在吸油区与排油区相互转换阶段,随着排油口负载压力、缸体转速和斜盘倾角等工况参数增大,配流副油膜的局部高压和高温区域面积均增大,油膜正压力增大,油膜空化程度增大,油膜气相体积分数峰值分别由5.61%增至6.32%、2.24%增至3.94%、5.61%增至6.37%,均会加剧斜盘式轴向柱塞泵的振动现象;随着吸油口压力的增大,油膜空化程度降低,油膜气相体积分数峰值由2.99%降低至1.51%,在实际设计柱塞泵时各工况参数的取值存在最优区间。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 配流副 油膜特性 振动 参数分析

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基于CFD的斜盘/滑靴副油膜特性分析 被引量：14

2

作者 马纪明 申亚勇 李齐林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期265-272,共8页

结合三维Navier-Stokes方程和任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述方法,首先,提出了一种基于计算流体力学(CFD)的滑靴副油膜特性分析方法,该方法能综合考虑滑靴副结构参数、柱塞泵工况参数对油膜特性的影响。然后,针对某种滑靴副结构,仿真得到... 结合三维Navier-Stokes方程和任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述方法,首先,提出了一种基于计算流体力学(CFD)的滑靴副油膜特性分析方法,该方法能综合考虑滑靴副结构参数、柱塞泵工况参数对油膜特性的影响。然后,针对某种滑靴副结构,仿真得到了24种不同工况下的油膜厚度,分析了工况(温度、转速和出口压力)与滑靴副油膜的定量关系。本文还提出了一个与油膜特性相关的液动力参数的描述公式,并基于某固定结构尺寸的滑靴副CFD仿真结果,研究证明了对于固定结构的滑靴副结构,该参数仅与油液黏度(温度)相关,与其他工况参数无关。根据液动力参数公式,可以方便地给出滑靴副油膜厚度的解析方法。最后,将基于解析方法与基于CFD仿真方法得到的油膜厚度结果进行了对比,证明了解析方法的准确性。 展开更多

关键词 柱塞泵 斜盘/滑靴副 油膜 计算流体力学 润滑

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轴向柱塞泵滑靴副动压承载特性研究 被引量：4

3

作者 胡纪滨 赵红梅 荆崇波 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期229-234,共6页

对轴向柱塞泵滑靴副稳态工况下动压承载规律展开了理论和试验研究,考虑了滑靴所受离心力等倾覆力矩的影响,结合了滑靴实际受力情况,建立了稳态工况下滑靴副摩擦动力学模型,研究了滑靴底面油膜动压承载规律.结果表明,滑靴与斜盘之间总是... 对轴向柱塞泵滑靴副稳态工况下动压承载规律展开了理论和试验研究,考虑了滑靴所受离心力等倾覆力矩的影响,结合了滑靴实际受力情况,建立了稳态工况下滑靴副摩擦动力学模型,研究了滑靴底面油膜动压承载规律.结果表明,滑靴与斜盘之间总是形成楔形收敛间隙,有利于滑靴副动压油膜的形成,滑靴倾斜方位角基本稳定在170°左右.试验结果较好地验证了仿真结果. 展开更多

关键词 滑靴副 动压承载 倾斜方位角

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滑靴副阻尼孔的研究与设计 被引量：6

4

作者 王海吉 施光林 《液压与气动》 北大核心 2021年第3期148-152,共5页

滑靴副是柱塞泵中极其重要的部件。通过分析滑靴副内压降系数和阻尼孔的类型与尺寸的关系,发现阻尼长孔有助于压降并且阻尼孔直径越小压降越显著,受限于加工难度,阻尼孔很难加工成细长孔,对此,提出了多段阻尼孔的结构,通过尺寸设计,满... 滑靴副是柱塞泵中极其重要的部件。通过分析滑靴副内压降系数和阻尼孔的类型与尺寸的关系,发现阻尼长孔有助于压降并且阻尼孔直径越小压降越显著,受限于加工难度,阻尼孔很难加工成细长孔,对此,提出了多段阻尼孔的结构,通过尺寸设计,满足所需压降。建立了CFD模型和分析阻尼孔内的流态,通过仿真结果发现此类阻尼孔及其设计尺寸满足压降需求。 展开更多

关键词 滑靴副 多段阻尼孔 压降系数 CFD模型

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弹性变形对轴向柱塞泵滑靴副功率损失的影响 被引量：8

5

作者 汤何胜 訚耀保 李晶 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1038-1044,共7页

在高速重载工况下,滑靴受外力作用时会发生弹性变形,影响滑靴副的摩擦润滑性能,增加滑靴副的能量消耗,降低轴向柱塞泵的功率传递效率。为了减小滑靴副能量耗散和提高轴向柱塞泵能量调控性能,建立1种考虑滑靴弹性变形的功率损失模型。讨... 在高速重载工况下,滑靴受外力作用时会发生弹性变形,影响滑靴副的摩擦润滑性能,增加滑靴副的能量消耗,降低轴向柱塞泵的功率传递效率。为了减小滑靴副能量耗散和提高轴向柱塞泵能量调控性能,建立1种考虑滑靴弹性变形的功率损失模型。讨论柱塞腔压力、主轴转速以及结构参数等关键参数对滑靴副功率损失的影响。研究结果表明：当工作压力为21 MPa、主轴转速为1 500 r/min时,A4VTG90泵滑靴副的泄漏功率损失为1.93-2.30 W,黏性摩擦功率损失为221.8-234.2 W,主要集中在泵的排油区;滑靴副功率损失主要以黏性摩擦功率损失为主,泄漏功率损失比较小;阻尼孔长度直径比对滑靴副功率损失影响显著,选择合适的结构参数能改善滑靴的工作性能;滑靴的结构优选值范围如下：滑靴的半径比为1.2-1.6,阻尼孔的长度直径比为4-5。 展开更多

关键词 弹性变形 轴向柱塞泵 滑靴副 功率损失

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液压柱塞泵运动副磨损特性研究综述 被引量：35

6

作者 马纪明 黄怡鸿 +2 位作者 郭健 史逸尧 宋岳恒 《液压与气动》 北大核心 2017年第8期84-94,共11页

针对液压柱塞泵的3对主要运动副:柱塞-缸体副(柱塞副)、缸体-配流盘副(配流盘副)、斜盘-滑靴副(滑靴副),对国内外围绕3对运动副磨损特性相关的研究进行了汇总和总结。柱塞泵运动副间隙的润滑形式为粘弹性动力润滑(EHL),磨损特性与油膜... 针对液压柱塞泵的3对主要运动副:柱塞-缸体副(柱塞副)、缸体-配流盘副(配流盘副)、斜盘-滑靴副(滑靴副),对国内外围绕3对运动副磨损特性相关的研究进行了汇总和总结。柱塞泵运动副间隙的润滑形式为粘弹性动力润滑(EHL),磨损特性与油膜、介质、污染、运动副材料及表面形貌等密切相关。主要介绍了柱塞泵运动副的润滑磨损理论研究,影响磨损特性的运动副油膜特性相关研究成果,以及适用于柱塞泵运动副的磨损模型。对比分析了柱塞泵磨损特性研究常用的解析方法、仿真方法、实验方法,介绍了每种方法的优势及局限性。最后对影响柱塞泵运动副磨损特性的关键因素进行了总结,给出了有待解决的问题及研究方案。 展开更多

关键词 液压柱塞泵 柱塞一缸体副 缸体-配流盘副 斜盘-滑靴副 磨损 仿真 实验

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海水润滑滑靴副的仿生凹坑表面动压润滑性能仿真研究 被引量：2

7

作者 梁瑛娜 高殿荣 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期213-218,共6页

为探寻仿生非光滑表面在高压海水轴向柱塞泵滑靴副上的应用效果,将不同形状凹坑布置在斜盘表面,采用CFD方法对非光滑表面滑靴副全水动压润滑模型进行数值模拟,通过分析水膜上表面的压力分布、凹坑纵截面的速度分布,探寻仿生凹坑的动压... 为探寻仿生非光滑表面在高压海水轴向柱塞泵滑靴副上的应用效果,将不同形状凹坑布置在斜盘表面,采用CFD方法对非光滑表面滑靴副全水动压润滑模型进行数值模拟,通过分析水膜上表面的压力分布、凹坑纵截面的速度分布,探寻仿生凹坑的动压润滑机理及凹坑几何参数对承载特性的影响规律。研究结果表明:水膜上表面最大正静压位于凹坑前缘,最小负静压位于凹坑中心;最大动压位于凹坑上方,且随凹坑分布圆半径的增大而明显增大;总压承载力主要来自于动压的贡献,4种凹坑承载力由大到小依次为F球>F圆柱>F柱锥>F圆锥;承载力随凹坑面积率的增大而增大,摩擦系数随凹坑面积率的增大而减小,且深径比越大,这种增大或减小的趋势越明显。 展开更多

关键词 滑靴副 仿生凹坑 水润滑 承载特性 深径比 面积率

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轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究进展 被引量：7

8

作者 汤何胜 李晶 +1 位作者 訚耀保 胡云堂 《机床与液压》 北大核心 2016年第9期153-160,共8页

滑靴副的润滑机制和传热特征影响轴向柱塞泵的工作性能和使用寿命,是工程机械装备关键基础部件的主要课题之一。综述了轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究现状。阐述油液黏度、能量耗散、弹性变形对滑靴副热流体润滑特性影响的应用... 滑靴副的润滑机制和传热特征影响轴向柱塞泵的工作性能和使用寿命,是工程机械装备关键基础部件的主要课题之一。综述了轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑特性的研究现状。阐述油液黏度、能量耗散、弹性变形对滑靴副热流体润滑特性影响的应用情况。介绍了轴向柱塞泵滑靴副润滑特性测试装置,比较了微米级润滑油膜厚度和温度的测试方法,为研制出高性能轴向柱塞泵奠定实验基础。最后,总结了滑靴副热流体润滑特性的研究重点和发展趋势。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 滑靴副 油膜厚度 热流体动力润滑

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考虑表面接触力的滑靴副油膜特性分析方法 被引量：5

9

作者 马纪明 王梓腾 王凯落 《液压与气动》 北大核心 2022年第1期101-108,共8页

由于受倾覆力及刚体表面粗糙度影响,液压柱塞泵斜盘-滑靴运动副(滑靴副)在相对运动时处于混合润滑状态。斜盘和滑靴表面接触引起弹性和塑性变形,进而产生表面接触力。接触力与油膜厚度密切相关,在油膜特性分析时不应被忽略。提出一种基... 由于受倾覆力及刚体表面粗糙度影响,液压柱塞泵斜盘-滑靴运动副(滑靴副)在相对运动时处于混合润滑状态。斜盘和滑靴表面接触引起弹性和塑性变形,进而产生表面接触力。接触力与油膜厚度密切相关,在油膜特性分析时不应被忽略。提出一种基于流体动压润滑理论的滑靴副油膜特性(油膜厚度、压力分布、油膜间隙流量)的分析与计算方法,考虑了滑靴副粗糙表面的支撑力影响。在雷诺流体动压润滑方程基础上,考虑滑靴副刚体表面粗糙度水平和油膜厚度,计算液压柱塞泵不同工况下的表面接触支撑力,并将接触力融入运动副的受力方程。提出了基于改进的雷诺流体动压润滑方程的数值计算方法,并进行了仿真分析,通过间接对比滑靴副间隙流量的仿真结果,证实了提出方法的有效性和结果的准确性。 展开更多

关键词 柱塞泵 滑靴副 雷诺方程 混合润滑 有限差分 油膜

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铜套对柱塞滑靴组件作用力的影响 被引量：1

10

作者 杨国来 黄昭雪 +2 位作者 赵君 张晓丽 刘赟清 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期45-51,共7页

为研究轴向柱塞泵中引入铜套后柱塞滑靴组件上作用力的变化,建立了柱塞滑靴组件的动力学模型和柱塞副接触长度的数学模型,利用AMESim和MATLAB数值仿真相结合的方法,得到作用在柱塞滑靴组件上的斜盘反作用力及其等效接触力的特性曲线.分... 为研究轴向柱塞泵中引入铜套后柱塞滑靴组件上作用力的变化,建立了柱塞滑靴组件的动力学模型和柱塞副接触长度的数学模型,利用AMESim和MATLAB数值仿真相结合的方法,得到作用在柱塞滑靴组件上的斜盘反作用力及其等效接触力的特性曲线.分析结果表明:引入铜套后,处于排油区的等效接触力将稳定在一定范围内,且斜盘倾角越大,铜套越短,等效接触力的稳定值越大;同时铜套还能有效降低等效接触力的脉动和对斜盘倾角的敏感度,但是对斜盘反力的影响很小,所以合理地设计铜套能有效改善柱塞滑靴组件的受力. 展开更多

关键词 柱塞滑靴组件 铜套 斜盘反力 等效接触力 接触长度

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轴向柱塞泵柱塞滑靴组件动力学特性建模与分析 被引量：10

11

作者 胡敏 徐兵 +1 位作者 周万仁 夏士奇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期373-380,共8页

柱塞滑靴组件的动力学特性直接决定了泵的工作性能。泵运转周期内,存在如离心力、滑靴副摩擦力及柱塞与缸孔间接触力等大小和方向都时变的作用力,但长期以来在对柱塞滑靴组件的动力学参数分析中,仅局限于或在某一固定位置处、或在简化... 柱塞滑靴组件的动力学特性直接决定了泵的工作性能。泵运转周期内,存在如离心力、滑靴副摩擦力及柱塞与缸孔间接触力等大小和方向都时变的作用力,但长期以来在对柱塞滑靴组件的动力学参数分析中,仅局限于或在某一固定位置处、或在简化假设情况下进行计算,这给泵结构的优化设计及泵性能的预期评估带来不利影响。为在全周期内动态评估柱塞滑靴组件的动力学性能,依据不同应用需要,在简化受力情况下提出了相应的简化数学模型,在完整受力情况下,通过引入随体坐标系,提出了相应的精细数学模型。建立的模型遵循真实的柱塞-缸孔线接触力动力学行为,并进一步考虑到了接触力作用位置随工况实时动态变化的实际情况。通过实验结果与基于AMESim-ADAMS软件建立的联合仿真模型分布参数法仿真结果的对比,验证了所提出的数学模型。应用实践表明,提出的模型可以方便地应用于对柱塞滑靴组件相关重要动力学参数的全面动态评估及泵结构的动态优化设计。 展开更多

关键词 斜盘式轴向柱塞泵 柱塞滑靴组件 动力学模型 线接触

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考虑上游泵送效应的滑靴副动压润滑特性 被引量：3

12

作者 赵波 王志超 +2 位作者 杨理华 刘晓俊 张保成 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期531-537,共7页

为了改善轴向柱塞泵滑靴副的润滑性能,利用仿生学原理,在斜盘上构建倾斜椭圆形微坑织构.通过微坑产生的动压效应和上游泵送效应,以期能够优化滑靴副的摩擦性能并减少泄漏量.基于CFD方法开展了具有椭圆形微坑织构滑靴副的建模与润滑性能... 为了改善轴向柱塞泵滑靴副的润滑性能,利用仿生学原理,在斜盘上构建倾斜椭圆形微坑织构.通过微坑产生的动压效应和上游泵送效应,以期能够优化滑靴副的摩擦性能并减少泄漏量.基于CFD方法开展了具有椭圆形微坑织构滑靴副的建模与润滑性能研究,揭示了不同润滑介质黏度和转速下柱塞泵滑靴副的承载能力、泄漏量和摩擦系数随微坑倾斜角度的变化规律.研究结果表明:通过在斜盘面上建立无倾斜椭圆形微坑,能明显提高滑靴副的承载能力,并降低摩擦系数,但会导致泄漏量增大;而在此基础上,通过将椭圆形微坑相对于其滑动方向旋转一定角度,滑靴副的承载能力和摩擦系数不会明显变化,但可以显著减小润滑介质泄漏量. 展开更多

关键词 滑靴副 上游泵送 流体动压润滑 织构 倾斜椭圆微坑

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某型液压柱塞泵壳体回油特性试验研究 被引量：1

13

作者 邱华 李东林 +2 位作者 赵峰 杨书华 高火金 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第2期211-217,共7页

针对高回油压力条件下航空液压柱塞泵壳体回油特性不明的问题,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,对其壳体回油特性进行了仿真分析和试验研究。首先,在求解配流副润滑模型的基础上,考虑缸体倾覆、油液温度、回油压力等因素的影响,分别建... 针对高回油压力条件下航空液压柱塞泵壳体回油特性不明的问题,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,对其壳体回油特性进行了仿真分析和试验研究。首先,在求解配流副润滑模型的基础上,考虑缸体倾覆、油液温度、回油压力等因素的影响,分别建立了配流副、柱塞副和滑靴副的泄漏模型;然后,对各摩擦副的泄漏模型进行了数值求解,分析了不同因素下各摩擦副的泄漏变化规律;最后,基于各摩擦副的泄漏量,计算了泵壳体回油压力-流量特性,并测试了不同回油压力下泵的壳体回油流量,对计算结果的有效性进行了验证。研究结果表明:在缸体倾斜角度较大和壳体回油压力较高时,配流副和滑靴副对壳体回油流量的贡献为负值,而柱塞副对壳体回油流量的贡献始终为正值;泵的壳体回油流量随着回油压力的升高而减小,当壳体回油压力为1.37 MPa时,壳体回油流量下降至0。 展开更多

关键词 容积泵 配流副润滑模型 柱塞副 滑靴副 缸体倾覆 壳体回油压力 内泄漏

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