為研究油液中不同空氣含量對雙盤配流式徑向柱塞泵織構化配流副動壓潤滑效應的影響,建立單個二維表面織構微凹坑計算模型,采用CFD數值模擬的方法,分別從不考慮空化效應和考慮空化效應兩種情況分析計算油液中不同空氣體積分數對動壓力大小產生的影響。研究結果表明:油液中空氣含量越低,微織構產生的動壓力越大、動壓潤滑效應越明顯;不考慮空化效應時油液中空氣體積分數的大小只改變動壓力的大小,不改變動壓力的變化規(guī)律;考慮空化效應時,油液中空氣體積分數的大小不僅改變動壓力的大小,動壓力曲線斜率也發(fā)生變化。在相同空氣含量下考慮空化效應時微織構產生的動壓力更大、潤滑性能更好。 

【文章來源】：液壓氣動與密封. 2020年05期

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

圖2 雙盤配流式徑向柱塞泵織構化配流副

圖1為雙盤配流式徑向柱塞泵工作原理圖，圓弧AB段是徑向柱塞泵定子環(huán)上一段完整的吸排油過程，當泵從過渡階段到吸油階段時，缸體(轉子)帶動滾子在定子環(huán)AC段轉動，柱塞滾子組件在柱塞腔外伸，腔內容積增大、壓力減小，此時柱塞腔配油孔和配流盤吸油窗口想通，液壓油通過配流盤的吸油窗口進入到柱塞容腔內，完成吸油過程;當泵從過渡階段到排油階段時，缸體(轉子)帶動滾子在定子環(huán)CB段轉動，柱塞滾子組件被定子曲面壓回柱塞腔，腔內容積減小、壓力增大，此時柱塞腔配油孔和配流盤排油窗口想通，迫使液壓油液經配流盤排出，完成排油過程。雙盤配流式徑向柱塞泵的雙配流盤與缸體(轉子)的配合間隙一般在數微米到數十微米，起到封閉液壓容腔和液壓泵高低壓容腔切換的作用，液壓元件屬于高精度精密機械，如果間隙過大，大量高壓油泄漏，形成不了擠壓作用，壓力無法建立，徑向柱塞泵將無法工作;如果間隙過小，將導致配流副無法建立油膜，金屬表面直接干磨，導致燒缸燒盤。因此配流副的潤滑狀態(tài)與摩擦磨損條件將是液壓泵工況優(yōu)劣的重要影響因素，它將決定整個液壓系統的工作穩(wěn)定性、可靠性和安全性。國內外的現有研究成果已表明，在各種潤滑條件下，合理的表面織構均可在一定程度上減小摩擦系數和降低磨損。因此為了改善雙配流副的潤滑狀態(tài)，故引入表面織構技術，圖2為雙盤配流式徑向柱塞泵織構化配流副示意圖，在配流副表面加工出規(guī)律分布的微凹坑形狀。配流副是具有微米級配合的對偶副，對偶件的微觀表面織構對其摩擦、磨損、潤滑及等有著重要影響。

如圖3建立單個二維微織構流體動壓效應計算模型，其中微織構計算流體域總長度L=500μm;微織構寬度d=200μm;凹坑深度hp=30μm;配流副初始潤滑油膜厚度h0=30μm;L1=150μm。求解器類型設為基于壓力的求解器，采用SIMPLEC算法，工作介質為機械潤滑油，潤滑油密度為960 kg/m3;動力黏度為0.048 Pa·s，氣液兩相流采用Mixture模型計算，計算收斂精度設置為10-4，左端邊界為壓力入口條件，壓力設置為101325 Pa;右端為壓力出口，壓力也設置為101325 Pa;上下邊界均采用無滑移邊界條件，下邊界靜止，上邊界運動速度v=20 m/s，一般油液中空氣體積大約占總體積的10%，通過改變油液中空氣體積分數(0%、5%、10%、15%)，計算油液中不同空氣體積分數動壓力的大小。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2949480