可调式线性油压减振器磨损量的研究

　　引言

　　铁路车辆可调式线性油压减振器的活塞与压力缸筒之间、活塞杆与导座之间是两对与振动工况相同的高频、低幅的相对摩擦副。它们之间的磨损引起阻尼系统的泄漏,磨损量越大,泄漏引起的流量损失就越大,阻尼系统的有效工作流量就越小,从而引起油压减振器在相同振动速度下输出的阻尼力就越小,可见这两个部位的磨损直接影响油压减振器的阻尼性能,是油压减振器的关键磨损。关键磨损超过一定的量时,油压减振器将达不到额定的阻尼性能而失效。

　　图1所示是可调式线性油压减振器的额定和最大可调力)速度特性曲线[1],虽然油压减振器总是被调节在额定曲线1上工作,但由于其最大可调曲线2的存在,原则上油压减振器外特性可以是能在最大、最小可调范围(一般关心的是最大可调值)内变化的一个曲线族。当油压减振器由于工作磨损,额定曲线下降,此时可以通过调节阻尼阀,使外特性恢复到额定工作状态。

　　研究油压减振器阻尼性能受其关键磨损量影响的函数变化关系,可以求出相应的许用磨损量作为评价,目的是为油压减振器的寿命、材料、密封设计和维护工作提供参考和依据。

　　1 许用磨损量

　　研究油压减振器的许用磨损量,可以为油压减振器的寿命、材料、密封设计和维修工作提供参考与依据。

　　1 . 1 定义

　　可调式线性油压减振器的许用磨损量为:当油压减振器磨损到被调节为非线性阻尼器使用后,继续工作和磨损,使得其额定典型工作点的最大可调阻尼力F2max下降到其额定阻尼力F2的85%即最小额定阻尼力值Flb以下时(参见图1),此时的磨损量即为油压减振器的许用磨损量[2]。

　　1. 2 数学模型

　　压力缸筒和活塞杆的磨损对阻尼系统泄漏影响的机理不同,决定了它们对油压减振器阻尼性能影响的效果不同。实际中,油压减振器阻尼性能的下降规律是由这两种关键磨损共同作用所决定的。油压减振器的磨损引起泄漏,泄漏引起阻尼性能下降,因此油压减振器的泄漏系数、阻尼性能均是磨损量的函数,可以利用泄漏系数对阻尼性能求解。

　　环形间隙泄漏系数t1、t2分别是压力缸筒磨损量M1、活塞杆磨损量M2的函数,若设它们均为同心圆环泄漏,且不考虑剪切流动因素的影响,则由图2可写出如下函数关系:

　　以上两式中:M1、M2分别为缸筒磨损量、活塞杆磨损量;D10、D20为新油压减振器活塞与压力缸筒之间、活塞杆与导座之间的初始间隙量。

　　继续写出压力缸筒一个端面密封处的平行平板

　　泄漏系数为: