全水润滑斜盘式海水轴向柱塞泵的研究

论文摘要

海水作为一种清洁无污染、不可燃、来源广泛且更容易储运的物质,是现代纯水液压中的理想传递介质。海水介质相对油液来说具有低粘度、高汽化压力等不同的理化特性,带来了更为严重的泄漏、磨损和腐蚀等亟待解决技术难题,严重制约了全水润滑海水轴向柱塞泵可靠性。鉴于国内海水轴向柱塞泵典型样机性能指标差,可靠性低,难以达到实用化的标准,课题组首次针对性开展海水轴向柱塞泵可靠性问题的研究工作。全水润滑海水轴向柱塞泵可靠性问题主要是海水介质特殊的理化特性对海水泵可靠性提升的相关影响。主要包括:海水轴向柱塞泵零部件耐腐蚀可靠性、摩擦润滑可靠性和泄漏密封可靠性等。本文研究了端面可压缩配流原理。以封闭加压型配流盘为研究对象,提出了更为精确的配流盘高压范围角和高压区柱塞个数增减关系的计算模型。通过Matlab仿真研究,分析了封闭加压角对高压范围角和高压区柱塞个数增减关系的影响规律本文从理论上探索了封闭加压角对理论流量输出特性的影响,给出了理论输出流量的计算公式。在此基础上,考虑相关输入参数和结构尺寸参数随机性,运用机构运动学可靠性模型,研究了理论输出流量误差可靠性。计算结果表明,在设计尺寸公差下,理论输出流量误差可靠度为0.99723。最后,设计制作了一台斜盘式海水轴向柱塞泵样机,并从结构和工艺进行了一系列改进。结构上,提出了新的缸内支撑轴承式结构,设计了一种固定安装于后端盖的固定式配流盘。工艺上,研究了摩擦副材料QPQ技术处理,开发了一种镶嵌注塑工艺用于滑靴和配流盘制作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源和目的
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 海、淡水泵国内外研究现状
• 1.4 可靠性国内外研究现状
• 1.5 课题研究的主要内容
• 2 海水轴向柱塞泵可靠性问题分析
• 2.1 海水介质理化特性
• 2.2 国内外海水轴向柱塞泵的可靠性比较
• 2.3 海水轴向柱塞泵可靠性问题分析
• 2.4 本章小结
• 3 海水轴向柱塞泵端面可压缩配流理论研究
• 3.1 海水轴向柱塞泵可压缩配流运动学
• 3.2 配流盘高压范围角研究
• 3.3 封闭加压和封闭膨胀区压场
• 3.4 本章小结
• 4 海水轴向柱塞泵理论流量及其可靠性分析
• 4.1 海水轴向柱塞泵可压缩理论流量
• 4.2 海水轴向柱塞泵理论流量仿真研究
• 4.3 斜盘轴向柱塞泵理论流量可靠性分析
• 4.4 本章小结
• 5 海水轴向柱塞泵可靠性结构和工艺设计
• 5.1 结构参数及特点
• 5.2 提高可靠性的结构措施
• 5.3 材料及工艺可靠性措施研究
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 海水轴向柱塞泵样机零件图
• 附录2 攻读硕士学位期间发表的论文和专利