建立斜轴式轴向柱塞液压马达效率的数学模型,分析背压对其效率的影响,通过计算和效率分析,得到定负载和定转速下不同背压时的液压马达效率,结果表明,背压的存在,使摩擦转矩增大,液压马达机械效率降低,特别是低负载工况下效率降低更严重;背压对容积效率影响较小。

以斜轴式轴向柱塞液压马达为例,建立液压马达效率的数学模型,分析背压对其效率的影响,通过仿真计算和效率测试,得到定负载和定转速下不同背压时的液压马达效率。结果表明,背压的存在,使摩擦转矩增大,液压马达机械效率降低,特别是低负载工况下效率降低更为严重;背压对容积效率影响较小。

为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15~600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能。基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75~1.25 mm)和转速(5~50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡胶密封圈的动密封性能。结果表明:随水介质压力增加泄漏量呈近似线性增大,随压缩量增加泄漏量小幅下降,随转速增加泄漏量基本恒定;随水介质压力增加端面摩擦转矩线性增大,随转速和压缩量增加端面摩擦转矩变化不大。介质压力、压缩量、转速3因素中,介质压力对泄漏量的影响最大,然后依次为压缩量和转速,介质压力对端面摩擦转矩的影响最大,然后依次为转速和压缩量。

为满足矿用宽体车负荷大、整车振动大、使用工况差、曲轴后端跳动大的需求,设计开发轴向密封结构油封;开展油封抗偏心跳动能力试验、油封泵吸能力试验、摩擦转矩试验等零部件功能试验,结合整机耐久试验,对比轴向和径向密封结构油封的抗偏心跳动能力、泵吸能力、摩擦转矩、摩擦功损耗、可靠性和使用寿命。结果表明:相对传统径向密封结构油封,轴向密封结构油封的抗偏心跳动能力更优,泵吸能力更强,摩擦转矩和摩擦功损耗更低,可靠性更高,使用寿命更长。使用轴向密封结构油封可以解决矿用宽体车油封漏油问题,降低市场故障率。

为考察双侧驱动轴向柱塞泵/马达配流副结构参数和性能参数对其摩擦转矩特性的影响,在考虑油液黏压特性下,建立配流副物理模型,推导全膜润滑摩擦转矩公式,仿真分析压力、油膜厚度、密封带宽度、腰型槽中心角以及转速对摩擦转矩的影响。结果表明:配流副间摩擦转矩随压力增大而稍有增大,腰型槽中心角对摩擦转矩的影响较小;摩擦转矩随油膜厚度增大而减小,在增大到10μm后摩擦转矩趋于稳定;减小密封带宽度、降低转速能有效减小摩擦转矩。研究可为改善双侧驱动轴向柱塞泵/马达配流副润滑效果提供基础。

为研究配流机构工况参数对摩擦转矩的影响，根据轴向柱塞泵配流机构的受力特点，给出配流盘与缸体转子之间固体或边界润滑、全空间油膜润滑状态下的摩擦转矩构成及相应的理论计算．在不同油膜厚度、配流副转速下实测配流副的摩擦转矩变化，结合缸体转动周期讨论摩擦转矩变化过程及与配流副磨损形式的对应关系．结果表明，载荷是配流副摩擦转矩变化的根本因素；配流副正常磨损通常表现为配流盘吸油槽与压油槽间的不均匀磨损；油膜厚度对摩擦转矩的影响显著，但并不是单调反比例关系，5μm的油膜厚度引起近10％的摩擦功率损失．由配流副摩擦转矩的实测及与理论计算的对比，得出配流副摩擦转矩造成的整泵机械功率损失．

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明：柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小.

本文在静压滑环简化模型的基础上给出了变粘度下静压滑环摩擦转矩的关系式并对比了变粘度和定粘度下的摩擦转矩随缝隙值变化的规律最后应用实验研究验证了该关系式的正确性.

针对动力卡盘存在的液压回转油缸的配流和冷却问题,介绍了液压滑环在液压回转油缸中的应用,在液压滑环简化模型的基础上,用ANSYS软件分析得到密封缝隙的温度场分布,通过Vogel方程分析密封缝隙的粘度场分布,在MATLAB中用粘度函数推导和处理摩擦转矩公式,并应用实验研究验证了该关系式的正确性.为解决回转油缸的配流和冷却问题提供了一定的参考.

针对动力卡盘存在的问题,介绍了液压滑环在动力卡盘中的应用,在液压滑环简化模型的基础上,给出了变黏度下液压滑环端面油膜密封的摩擦转矩关系式,并对比了变黏度和定黏度下的摩擦转矩随密封缝隙值变化的规律,最后应用实验研究验证了该关系式的正确性,为解决回转油缸的配流和冷却问题提供了一定的参考。