黏温黏压下径向柱塞泵滑靴副温度分布与泄漏量分析

针对高压大排量径向柱塞泵滑靴副摩擦失效和泄漏问题,以XDP1000型径向柱塞泵为例,对滑靴副温度分布与泄漏量进行了流场仿真和数值计算。首先,根据滑靴柱塞组件运动学特性分析,求解了滑靴偏转角变化规律,并通过建立滑靴副不同通道流量计算公式的方式,建立了滑靴副静压支承特性方程;然后,建立了滑靴副泄漏功率损失和摩擦功率损失模型,求解了滑靴副最佳油膜厚度,并分析了最佳油膜厚度的变化规律;最后,在考虑了油液黏温黏压特性的基础上,通过流场数值计算的方式,研究了滑靴副温度分布与泄漏量随径向柱塞泵工况参数的变化规律。研究结果表明:额定工况下,滑靴副最佳油膜厚度值约为14μm,滑靴副最佳油膜厚度值随着转子转角的增大而增大,随着工作压力和温度的增大而减小;滑靴运动方向侧油膜温度较另一侧高13 K,滑靴副温度值基本不受工作压力的影响,而随着转速的增大而升高;滑靴副阻尼孔泄漏量较滑靴边界泄漏量大0.02 kg/s,而且泄漏量随着压力、转速和油液温度的增大而增大。该研究结论可为高压大排量径向柱塞泵滑靴副设计及优化提供参考。

超高压柱塞泵柱塞副的油膜温度特性研究

柱塞副油膜温度特性是影响超高压柱塞泵性能的重要因素,针对油膜温度导致超高压柱塞泵容积效率低和密封失效等问题,对柱塞副间隙油膜温度特性进行了分析,研究了不同因素对超高压柱塞泵柱塞副油膜温度特性的影响规律。首先,建立了超高压状态下油液的黏温黏压方程和柱塞泵工作过程中的柱塞运动方程;然后,分析了间隙中流体的流动状态,采用ANSYS-Fluent研究了柱塞副间隙油膜温度场分布情况和负载压力、主轴转速、间隙高度、密封长度等四种因素对油膜温度的影响规律;最后,通过四因素四水平正交试验,确定了各因素对油膜温度影响的主次顺序。研究结果表明:负载压力每增加10 MPa,油膜最高温度升高6℃左右;主轴转速每提高100 r/min,油膜最高温度增加0.76℃左右。间隙高度越大,间隙出口油膜温度波动越小;负载压力对油膜温度影响程度最大,密封长度影响最小。该研究结果可为超高压柱塞泵柱塞副的设计提供参考。

考虑黏温黏压及弹性变形的球面轴承力学性能分析

为了选取合适材料的球面轴承,利用有限元多物理场耦合仿真平台对多自由度永磁电机球面轴承进行有限元位移、应力应变及剪切应力等弹性变形分析,使其更具有实际意义。选取尼龙、橡胶、塑料等3种不同弹性模量、泊松系数的轴承材料,探讨3种材料对球面轴承力学性能的影响规律。使用最优良的材料,并研究考虑黏温黏压下的不同黏度以及不同偏心率、转速对球面轴承力学性能的影响。结果表明:优选塑料为球面轴承的定子壳材料;润滑油黏度随着温度的升高而降低,油膜压力及厚度也降低;偏心率及转速的增大,使得球面轴承位移、应力应变及剪切应力也增大。

油液黏度对柱塞泵流动特性影响规律的研究

为分析油液的黏度对柱塞泵流动特性的影响,运用Fluent流场仿真软件对轴向柱塞泵的运动特性进行模拟。对比分析了不考虑油液黏性、考虑黏温与考虑黏压模型下柱塞泵的流动特性,仿真结果表明:油液的黏温模型对柱塞泵的流动特性影响较大,黏温模型下泵的泄漏较黏压模型增大0.7倍,黏度模型对柱塞泵的压力冲击无影响。模型的准确性得到了实验验证,为建立较为准确的柱塞泵动力学模型,以及研究其效率的影响机理提供技术支持。