全水润滑斜轴式海水柱塞泵可靠性研究

论文摘要

以海水作为工作介质的海水液压传动技术是一种新型的绿色液压传动技术。由于该技术具有环保、安全、廉价等突出优点,在食品卫生、消防安全、水力喷射、海洋开发等领域具有广阔的运用前景,最近几十年内得到了迅猛发展,成为了当前流体传动与控制技术研究领域的热点之一。海水液压泵作为海水液压传动系统的核心动力元件,是发展海水液压传动技术的关键。本文通过对斜轴式海水柱塞泵进行运动学和动力学分析,阐明了其运动规律和工作特性,在此基础上分析关键摩擦副的失效机理和失效模式。对柱塞副、球窝副和轴承副通过材料和结构方面的对比完善,提出了提高关键摩擦副可靠性的措施。配流副对柱塞泵的容积效率起着至关重要的作用。本文针对采用浮动衬板结构的配流副提出一种新的设计计算方法,并将传统应力-强度干涉模型和可靠性计算中一次二阶矩方法结合,建立了配流副可靠性模型,运用此模型分析了配流副密封带尺寸对配流副可靠性的影响,提出了一种最佳的密封带尺寸公差组合方案。本文还通过绘制P-S-N曲线,对斜轴式海水柱塞泵的连杆进行了疲劳寿命的可靠性研究。最后根据斜轴式海水柱塞泵的研制特点,提出采用整机加速强化的方法进行海水柱塞泵的可靠性增长试验,并对斜轴式海水柱塞泵的可靠性试验作出规划,为水润滑斜轴式海水柱塞泵的成功研制奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源、目的
• 1.2 海水液压传动技术的优点及研究意义
• 1.3 国内外海、淡水液压泵的研究状况
• 1.4 国内外可靠性理论研究状况
• 1.5 本课题的关键技术
• 1.6 本文的主要研究工作
• 2 全水润滑斜轴式海水柱塞泵运动学及动力学分析
• 2.1 全水润滑斜轴式海水柱塞泵结构和工作原理
• 2.2 运动学分析
• 2.3 动力学分析
• 2.4 本章小结
• 3 关键摩擦副的结构可靠性优化设计
• 3.1 柱塞副
• 3.2 球窝副
• 3.3 轴承副
• 3.4 本章小结
• 4 配流副可靠性分析
• 4.1 配流副设计
• 4.2 应力-强度干涉模型的一次二阶矩法
• 4.3 配流盘密封带尺寸的可靠性分析
• 4.4 本章小结
• 5 连杆的疲劳寿命可靠性分析
• 5.1 连杆危险截面上的应力分布
• 5.2 P-S-N 曲线
• 5.3 连杆疲劳可靠性计算
• 5.4 本章小结
• 6 斜轴式海水柱塞泵可靠性试验探索
• 6.1 可靠性试验系统
• 6.2 海水柱塞泵可靠性试验介绍
• 6.3 海水柱塞泵整机加速强化试验方法
• 6.4 斜轴式海水柱塞泵可靠性试验规划
• 6.5 本章总结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 存在的问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：攻读学位期间发表论文目录