柱塞泵螺旋沟槽式柱塞.pdf

第 34 卷 第 2 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.2 2018 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2018 55 柱塞泵螺旋沟槽式柱塞-铜套副缝隙流场流动与均压特性 童宝宏，杨 文，刘庆运，叶小华，时礼平 （安徽工业大学机械工程学院，马鞍山 243032 ） 摘 要：为考察螺旋沟槽结构对柱塞-铜套副缝隙流动和均压特性的影响，该文结合某型斜盘柱塞泵实际结构组成，采用 计算流体力学方法，对螺旋沟槽式柱塞-铜套摩擦副在不同工况下的缝隙流场进行了数值仿真，分析比较了 6 种不同表面 结构柱塞-铜套副的油膜压力分布、倾斜力矩大小和缝隙流动特性变化情况，并利用理论计算和试验方法对仿真结果进行 了检验。结论表明，螺旋沟槽结构使缝隙油膜压力更加均匀稳定，柱塞最大倾斜力矩和倾斜力矩变化幅度减小。当柱塞 泵转速为 1 000 r/min，柱塞位置为 90°时，与无沟槽柱塞相比，螺旋沟槽式柱塞-铜套副在轴向位置 25 mm 处圆周向压力 变化幅度减小了 24.05%～55.77%，柱塞最大倾斜力矩减小了49.01%～103.14%。各种螺旋沟槽结构中，单圈螺旋沟槽起 点与柱塞端面的距离增加，沟槽均压作用增强；相对于单圈沟槽，多圈螺旋沟槽更有利于提升摩擦副压力分布的均匀性 和稳定性，均压作用更加明显。螺旋沟槽结构的导流作用降低了摩擦副中油液的流动阻力，使油液分布更加均匀，改善 了摩擦副的均压润滑特性。但在高压低速时，泄漏量将增加 22.73%～267.53% ，降低了摩擦副的密封性。此外，螺旋沟 槽式柱塞-铜套副中沟槽深度与压差流大小成正比，根据需要合理地设计螺旋沟槽，有利于提升摩擦副的工作性能。该研 究可为螺旋沟槽式柱塞-铜套副的密封与均压性能协同优化设计提供参考。 关键词：摩擦；计算机仿真；流体力学；螺旋沟槽；均压特性；缝隙流动 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.008 中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-02-0055-09 童宝宏，杨 文，刘庆运，叶小华，时礼平. 柱塞泵螺旋沟槽式柱塞-铜套副缝隙流场流动与均压特性[J]. 农业工程学 报，2018，34(2)：55－63. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.008 Tong Baohong, Yang Wen, Liu Qingyun, Ye Xiaohua, Shi Liping. Flowing and pressure-balancing characteristics of clearance field in helical grooved piston-copper sleeve pair of piston pump[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(2): 55 － 63. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.008