混凝土泵在使用过程中常会出现工作效率大幅下降的现象。以煤矿使用的输送泵出现输送量大幅下降的实例,对可能导致混凝土泵出现输送量降低的各个因素进行分析,最终给出此输送泵是由于液压油的污染导致柱塞泵内部磨损使内泄漏量增大造成输送量大幅下降的结论。

文章对云南昆钢新区炼钢厂2台小方坯连铸机出坯液压系统A10VSO140DRS型恒压变量轴向柱塞泵频繁损坏进行了原因分析。油泵频繁损坏的主要原因是冷床改造加长后仍沿用原来的液压系统造成的不匹配问题。根据生产实际情况,提出了将A10VSO140DRS型恒压变量轴向柱塞泵换型改造为A4VSO180DR/30R-PPB13N00油泵,通过可行性验证后组织实施改造,取得了明显实效。

为研究火箭炮电液比例液压系统驱动俯仰调炮时流量脉动对调炮精度的影响,建立基于系统仿真AMESim软件的斜盘式轴向柱塞泵仿真模型,研究柱塞泵斜盘倾角和输入轴转速对柱塞泵流量脉动的影响规律,并辨识典型工况。提出流量脉动体积的概念,建立相应的数学模型,利用MATLAB软件进行仿真分析,得到典型工况下流量脉动引起的调炮误差与射角的定量关系。结果表明:随着斜盘倾角的增大,柱塞泵流量脉动周期不变、流量脉动振幅变大;随着输入轴转速的增大,柱塞泵流量脉动周期变小、流量脉动振幅变大;流量脉动引起的俯仰调炮误差随射角的增大而减小,该火箭炮流量脉动引起的调炮误差满足随动系统调炮精度的要求,且该理论模型可作为油缸式高低机设计的参考依据。

振动信号是机械设备故障诊断的重要信息来源。为克服传统检测方法需对系统进行拆卸的问题,创新性地利用光纤光栅传感方法对液压泵进行非介入式振动测量,充分发挥光纤传感的抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、稳定性好、测量敏感度高等优点。对光纤光栅振动传感原作了分析,设计、仿真分析了双等强度悬臂梁式光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)振动传感器,在此基础上利用光纤光栅解调系统和振动试验台对传感器的性能进行实验验证,得到该传感器灵敏度为0.024 nm/(m·s-2),固有频率为185 Hz,并且线性度较好;对轴向柱塞泵模态分析,优化布置传感采样点,实际测量泵的振动信号。研究结果可为液压泵非介入式状态监测和故障诊断提供可靠数据支持。

柱塞泵内部流动特征复杂,传统柱塞泵设计计算方法难以预测复杂流动引起的脉动与振动.开展了基于多块结构化网格的柱塞泵流动特性数值计算方法研究,根据柱塞泵流动特点完成了针对柱塞泵的多块结构化网格划分,分别通过滑移网格和动网格技术处理缸体与配流盘之间的相对滑动以及模拟柱塞的运动,采用UDF编程的方式定义了各个柱塞动边界网格的运动规律.通过数值计算结果与理论计算的对比分析,验证了数值计算方法的有效性和可靠性,并对柱塞泵内部流场特征的动态变化进行了分析.上述计算方法可用于柱塞泵脉动分析、柱塞腔的压力冲击分析、流道的优化设计等研究.

配流副润滑特性直接影响柱塞泵的使用性能及工作特性,而油膜承载力是衡量润滑特性的重要指标,为此开展轴向柱塞泵配流副油膜承载力的研究。首先根据柱坐标下雷诺方程(Reynolds)推导配流副楔形油膜压力场模型,其次建立配流副稳态计算模型,借助CFD流场仿真软件分析油膜承载力对配流副润滑特性的重要影响。对比理论模型与仿真结果,验证理论模型的正确性,为轴向柱塞泵的性能优化奠定基础。

针对柱塞副油膜超薄、易破坏进而加速柱塞副磨损失效的问题,将黏温-黏压效应考虑在内后,建立了油膜热-流耦合模型。开展了对不同柱塞腔入口油温下柱塞副油膜特性的分析,建立了入口油温与整体油温、油膜厚度之间的关系;使用有限体积法离散雷诺方程和能量方程,结合周期性三对角循环算法对离散方程进行了求解;随后,在一种360°油膜特性试验台上,对柱塞副油膜3个区域内的温度及偏心量进行了测量。研究结果表明:在入口端和出口端,柱塞副油膜温度整体变化较为平缓,但有微小凸峰的存在,在中段整体呈“线性”上升;柱塞副最小油膜厚度随温度上升而变薄,且处于排油区时,变化更为明显;当油温超过45℃时,油膜热平衡被破坏,最小油膜厚度急剧减小。

为了研究油液体积弹性模量对轴向柱塞泵动力源输入端转速波动程度的作用规律,以机电液系统多能域耦合软件AMEsim为仿真平台,建立了轴向柱塞泵的动力学仿真模型,在综合考虑油液有效体积弹性模量影响的基础上,研究了油液的含气量、温度、压力与泵端转速波动之间的关系。仿真结果表明:随着油液含气量的增大、温度的升高以及负载压力的降低,油液的体积弹性模量减小,使得泵端转速波动程度增大。为开展轴向柱塞泵的故障诊断、状态监测以及以液压系统的性能退化机理等方面的研究提供了新的研究思路。

本文研究了轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能。首先,利用等离子喷涂技术在滑靴副材料表面制备MoS2涂层。其次,采用环块摩擦磨损实验机考察材料在不同工况条件下的摩擦学性能。最后,基于能谱仪和扫描电子显微分析以及试件磨损表面X射线衍射分析,探讨了滑靴副表面MoS2涂层的摩擦机理。研究结果表明,当外部载荷为800 N时,含MoS2涂层的铜基体材料表面摩擦系数降低0.05;在MoS2涂层下的ZY331608试件具有优异的抗摩擦磨损性能,其磨损率减少16.4%;铜基体材料表面形成MoS2润滑膜的过程分为四个阶段:初始摩擦阶段、MoS2在摩擦表面的粘附阶段、MoS2在滑动表面的覆盖阶段以及MoS2润滑膜的形成阶段;铜基体材料表面Mo S2涂层的主要磨损机制是粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

现有的轴向柱塞泵流动特性自动检测方法不能满足用户对流动特性检测准确率、漏检率的要求。为了满足用户的需求提出了一种基于多尺度角点的柱塞泵流动特性自动检测方法,利用求解油液体积弹性的方式获取单柱塞油液特性方程,通过该特性方程完成对单柱塞腔内的流动特性模型的创建,由于实际的柱塞泵有多个柱塞,所以在柱塞泵整体模型中需要利用配流盘过流面积变化引起的节流效果完成配流,控制整个柱塞泵的高低压流量变化。通过创建的柱塞泵整体模型获取轴向柱塞泵角点特性,利用马氏距离获取初始的匹配特性点对集合,根据方差检验找出偏差匹配点对,反复执行这个步骤,直至匹配点对数不再减少,完成对轴向柱塞泵流动特性的多尺度自动检测。实验结果证明,所提方法能够快速、准确的完成对轴向柱塞泵流动特性的检测,并且漏检率要比当前采用的