船舶舵机液压泵替换研究.pdf

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1、船电技术l应用研究船舶舵机液压泵替换研究李践飞，韩凯，夏振盛(海军潜艇学院，山东青岛266042)摘要：针对船舶舵机液压泵的维修情况和工作噪声情况，通过检测和计算得出该型液压泵存在的不足及原因，进而从延长工作寿命和降低噪声两个方面，基于该型液压泵的改进和更换新型液压泵两个思路提出改进方案，最后经过测试对比选择出最优改进方案。关键词：轴向柱塞泵内啮合齿轮泵螺杆泵磨损中图分类号：U671THl37文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)02．0070。04ResearchonReplacementofSh

2、ipSteeringPumpLiJianfei，HanKai，XiaZhensheng(NavySubmarineAcademy，Qingdao266044，Shandong，China)Abstract：Aceordingtotherepairandnoiseconditionsofshipsteeringpump，thispapergetsthereasonsfo，．thedeficienciesofthepumpbydetectingandcalculating．Itputsforwardimprovemen

3、tprogramfromtwoaspectstoprolongworkinglifeandreducenoisebasedonthetypeofpumpimprovementsandreplacethenewpumptwoideas．Theoptimumimprovementprogramisselectedoutthroughtestingandcomparing．Keywords：axialpistonpump,"internalgearpump；screwpumpabrasion0引言某船舶舵机液压系统中目前

4、使用的是轴向柱塞泵，这是设计建造时的最优选择。随着国内外材料、制造等技术的不断发展，液压泵的新技术、新产品不断出现。针对在使用中舵机液压泵出现的一些问题，结合现今的技术和产品，对其进行设计方案改进。1现存问题该型船舶舵机液压泵为斜轴式轴向柱塞泵，额定转速n=1480r／min，额定压力25MPa，排量净125mL／r。根据多艘该型船舶近5年来的入厂维修情况，列出舵机液压泵的主要维修部件如表1所示。根据部件更换频率和对换下故障部件的分析，可以发现摩擦副的磨损是影响该型液压泵工作寿命的主要原因。轴向柱塞泵中柱塞副、配流

5、收稿日期：2013．09—04作者简介：李践飞(1973．)，男，硕士，讲师。研究方向：通信与信息工程。70副和柱塞与斜盘(滑靴)的接触副这三个摩擦副是产生能量耗散、泄漏、流量脉动的地方，泵的性能和寿命与这些摩擦副息息相关。表1舵机液压泵维修情况列表维修项目更换柱塞更换缸体更换配流盘更换斜盘(滑靴)更换轴承更换其他部件平均值(个／每艘×5年)32l1下面对该型轴向柱塞泵受力情况进行计算，分析摩擦副磨损的主要原因。该型轴向柱塞泵配流副和斜盘(滑靴)副的设计采用剩余压紧力设计法。在滑靴和斜盘之间、缸体和配流盘之间有一定

6、厚度的压力油膜，用油膜推力来平衡滑靴对斜盘的大部分压紧力和缸体对配流盘的大部分压紧力，而剩余的小部分压紧力则保证滑靴始终压向斜盘。1)缸体对配流盘的液压压紧力F。船电技术l应用研究Ej型彳P25型彳尸25(0≤妒≤6／2)(g／2≤妒≤万)只——缸体对配流盘的液压压紧力z——柱塞数，取z=9彳——柱塞横截面积卜柱塞孔分布角妒——缸体转角Ps——缸内液体压力2)配流盘对缸体的反推力凡Fo-三2熹360c斋In要Inr9一篙haha)只。足一冠一‘73Ⅱ——配流盘腰型槽的有效总角rl——内密封带的内半径R，——内密封带

7、的外半径圪——外密封带的内半径R2——外密封带的外半径尸s——缸内液体压力3)弹簧预压紧力FtFt=K(针办)尽一弹簧刚度．5L弹簧预压缩长度向——缸体和配流盘问的油膜厚度4)缸体对配流盘的总压紧力FF=Fs+R(5)剩余压紧力△FAF=F-Fo由受力分析可知，缸体转角在0≤够≤6／2和612<_妒≤耐，只分别为固定值，但Fo却随缸体转角缈的变化而变化，这就使缸体受不平衡力和不平衡力矩。再加上零件表面受压变形和轴的挠曲变形等，使摩擦副之间的油膜被破坏，甚至局部会发生摩擦副材料的直接接触，从而产生热量的急剧上升加剧摩

8、擦，引起粘着磨损【1]造成摩擦副损伤。此外由于柱塞泵本身对油液污染敏感，当油液产生严重污染时引发的磨料磨损【2】也是造成摩擦副损伤的原因之一。在舵机液压系统中，液压泵是主要噪声源。表2列出了舵机液压泵在工作压力(20MPa)下的噪声数据。表2舵机液压泵噪声钡0试位卫：i{＆置面油噪声87(dB)0．59．69．8轴向柱塞泵由于缸体输出的油液的不连续和吸油、压