纯水液压元件摩擦副材料的选配问题

　　摩擦磨损问题是纯水液压元件研制中面临的主要困难之一，摩擦磨损对水液压元件的可靠性、机械效率、使用寿命和容积效率等都有直接影响。

　　由于纯水的润滑性很差，对大多数金属材料具有很强的腐蚀性。使得水液压元件摩擦副的材料选取受到很大限制，为了获得具有较低摩擦因数且耐磨损的材料组配方案。国内外研究者做了许多有意义的工作” 。但已有的研究多采用通用的材料摩擦磨损试验机，试验条件如载荷、速度、受力条件等与实际液压泵中的摩擦副工作条件存在较大差别，研究的结论具有局限性。本文作者研究的基本思路是首先通过水液压泵关键摩擦副摩擦磨损模拟试验台对几种材料组合构成的柱塞．缸套副、滑靴一斜盘副进行定性试验，

　　考察其磨损性能，从而初步筛选耐磨损性能好的材料组配方案，然后进一步在通用摩擦磨损试验机上测试材料组配副的摩擦因数、磨损量等参数与试验条件的定量关系。作者还对等离子喷涂工程陶瓷试件与工程塑料组合的摩擦学特性进行了测试。

　　1 水液压元件摩擦副材料组配方案的定性研究

　　表1 柱塞一缸套副不同材料组配方案的试验结果

　　表2 滑靴．斜盘副不同材料组配方案的试验结果

　　基于摩擦学基本理论和参照国外水液压技术发展的经验，作者主要对工程塑料一耐蚀合金、耐蚀合金一耐蚀合金进行组配实验，实验在能够模拟轴向柱塞式液压泵的柱塞副和滑靴副运动和力学条件的模拟试验机上进行，试验装置结构原理参见文献，所用介质为自来水，过滤精度1O um，实验压力14 MPa，斜盘转速1 400 r／min。部分研究结果见表1、表2。可见，金属与金属之间的配合在短时间内均出现了磨损失效问题，而各种合金与棉纤维增强酚醛塑料之间的组合具有较好的耐磨损性能。

　　除了上述材料外，国内外许多研究发现工程陶瓷与工程塑料在水润滑下表现出良好的耐磨减摩性能，不失为一种值得考虑的候选材料。但陶瓷脆性较大，用于存在冲击或弯曲应力的场合时容易发生断裂失效。作者曾使用氧化铝整体陶瓷加工的斜盘与酚醛塑料滑靴组合，用于轴向柱塞纯水液压泵中进行试验，结果在试验压力6 MPa，转速1 000 r／min条件下试验不到6 h就出现陶瓷斜盘断裂失效。因此工程陶瓷与工程塑料组合应用于纯水液压泵中的柱塞副、配流副、滑靴副中存在可靠性差的问题，需要进一步提高陶瓷的抗冲击强度。由于在纯水液压控制阀中，阀芯与阀套这一对摩擦副受力较为简单，基本上无弯曲应力作用，故可以进行工程陶瓷阀芯与工程塑料配套组合的尝试。