轴向柱塞泵配流副的织构化及其摩擦学性能研究

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1、IIfI。～’l中图分类号：THll7．2学科分类号：080203论文编号：102870511．0237硕士学位论文轴向柱塞泵配流副的织构化及其摩擦学性能研究研究生姓名学科、专业研究方向指导教师祁胜机械设计及理论微纳米表面工程王晓雷教授南京航空航天大学研究生院机电学院二O一一年五月-It一，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSclloolCollegeofMechanicalandElectricalEngineering㈧Y叭2㈣04㈣20㈣07盟1

2、TheResearchonTribologicalPropertiesofTexturedAxialPistonPump’SPortPlatePair(SupportedbyQingLanProjectofJiangsuProvinceandSixProjectsSponsoringTalentSummitsofJiangsuProvinceNo．2008138)AThesisin．MechanicalEngineeringbyQiShengAdvisedbyProf．WangXiaoleiSubmittedinPartialF

3、ulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMay,2011承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。．本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适

4、用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要液压泵作为液压系统的核心动力元件之一，广泛应用于工程机械、机床、汽车和石油化工设备等行业。而轴向柱塞泵和其他液压泵相比，具有结构紧凑、功率大等优点，故得到更为广泛的应用。随着轴向柱塞泵向高压、高速、大流量方向的发展，对轴向柱塞泵的各摩擦副的性能提出了更高的要求，而配流副又是轴向柱塞泵中关键的摩擦副之一。所以改善配流副的润滑特性，对于提高轴向柱塞泵的性能有着极其重要的意义。表面织构技术是指在摩擦副表面加工出规律分布的微几何形状，因其具有降低摩擦、减小磨损等特点，引起了国内

5、外学者的关注，并在磁介质存储、人工关节以及滑动轴承等方面得到了广泛的应用。表面织构技术的发展，为改善轴向柱塞泵配流副的摩擦学性能提供了一个新的途径。为研究表面织构对轴向柱塞泵配流副润滑特性的影响，自行研制了一台试验机，该试验机模拟轴向柱塞泵的实际工作条件，可以连续调节加载力和出口压力的大小，并对试验所产生的数据进行采集和处理。本研究采用光刻电解技术，在模拟配流盘的试件上加工出不同参数的微凹坑织构，试验中所设计的织构的主要参数有：微凹坑深度、微凹坑直径、凹坑面积率。通过在自行设计制造的试验机上对具有不同织构参数的试件进行摩擦学试验

6、来研究织构参数对配流副摩擦磨损性能的影响。文中采用正交试验的设计方法，对微凹坑深度、微凹坑直径、凹坑面积率三因素分别取四个水平，试验时转速为600r／min，模拟轴向柱塞泵的工作压力为0．4MPa，取加载力为1000N条件下，连续运行4小时后上试件的磨损体积为试验指标。通过正交试验的分析，评价各参数对配流副的摩擦学性能的影响。试验研究结果表明：与无织构的试件相比，通过在模拟配流盘的试件上合理地设计表面织构可以有效地降低配流副表面的摩擦系数，从而减小轴向柱塞泵由于配流副摩擦产生的能量损失。通过正交试验的数据分析发现影响配流副磨损性

7、能的最主要的因素为微凹坑的面积率，其次为微凹坑深度，最后为凹坑直径，设计出的最优组合为微凹坑的深度为5pm，微凹坑直径为1009m，凹坑面积率lO％。关键词：表面织构，配流副，摩擦，磨损，正交试验。‘‘。。。。。。。。。。。。。。1。。。。。。。。。。。。。。。。。’’卜轴向柱塞泵配流副的织构化及其摩擦学性能研究AbstractAsoneofthekeypowercomponentsinhydraulicsystem，Hydraulicpumpiswidelyusedinengineeringmachinery,machinet

8、ools，automotiveandpetrochemicalequipment．ComparedwithotherHydraulicpumps，Axialpistonpumpiswiderusedbecauseofit'scompactstructureand