摩擦學性能的氣缸體上的軸向活塞泵/閥板界麵摩擦計

氣缸體/閥板中的摩擦學性能是一個重要的考慮在軸向活塞泵的設計。材料和熱處理的影響深度摩擦磨損性能進行了研究。工程經驗表明,速度也和負載影響摩擦學性能,但這些並沒有係統地分析。本文的目的是評估常用材料的摩擦學特性(CuPb15Sn5和38 crmoal / 42 crmo)缸體/閥板與不同的熱處理和接觸壓力在不同的速度。在測試期間,摩擦計是用來模擬閥板之間的接觸模式/軸向活塞泵缸體,摩擦係數、磨損率和表麵形貌進行了分析評價不同類型的摩擦樣品中的摩擦學性能在不同的速度。結果表明:(1)接觸表麵的樣品在1800 r / min是更容易比在500 r / min粘著磨損;(2)條件的耐磨性,quench-tempered和氮化38 crmoal (38 crmoal本考察團)比quench-tempered和氮化42 crmo,雖然他們都是常用材料在軸向活塞泵;(3)2.5 MPa之間界麵的臨界接觸壓力閥板由38 crmoal本考察團和缸體由CuPb15Sn5摩擦計,這意味著壓力軸承區底部的氣缸體應該精心設計;(4)閥板/缸體由38 crmoal本考察團/ CuPb15Sn5展品良好的摩擦學性能在實際軸向活塞泵。這項研究是有用的故障分析和結構優化設計的閥板/氣缸體。

軸向活塞泵廣泛應用於航空航天等工業應用,農業和重型機械由於其優秀的經營業績(1,2]。在軸向活塞泵,閥板/缸體接口的一個關鍵摩擦學的對,和對泵性能起著重要影響3,4]。

研究人員已經進行了廣泛的研究摩擦磨損性能的閥板/缸體[5- - - - - -7]。趙et al。8]研究了摩擦學性能的閥板/缸體由PEEK / 38 crmoala 3 #航空煤油潤滑的條件下。朱et al。9)研究了表麵形態對其摩擦學性能的影響在低速條件下,這表明,表麵光滑可以顯著改善其摩擦學性能。一些研究人員調查了塗料對其摩擦磨損性能的影響在低速條件下,中雙錫(10)、PVD錫(11],CrSiN [12],Cr-X-N (X =鋯、Si) [13被塗到缸體表麵,結果表明,摩擦係數和磨損率會顯著降低。陳等人。14)應用低溫等離子體滲氮(LPN) 38 crmoal液壓柱塞和複合層表麵,結果表明,熱處理能有效地改善其摩擦學性能。Schuhler et al。15)發現,氮化後不鏽鋼耐磨性的提高。

李等人。16,17]研究了摩擦副的性能與變形閥板的範圍150 - 750 r / min,並指出摩擦係數和磨損率都降低。鄧et al。18- - - - - -20.)指出,紋理閥板可能會增加油膜剛度和減少泄漏。吳et al。21,22]研究仿生模型表麵的摩擦磨損性能在閥板/缸體(玻璃fiber-epoxy樹脂),並發現這種配置降低摩擦係數和磨損率。

總之,上麵的研究主要集中在以下兩個方麵:(1)通過覆蓋改善摩擦性能耐磨材料或部署在閥板之間的表麵紋理和缸體;(2)探索表麵形態的影響以及熱處理對其摩擦磨損性能。應該注意的是,大多數的研究相關的閥板/氣缸體進行了在摩擦計在低速條件下(≤1000 r / min)。

減少摩擦磨損,閥板/缸體是旨在創造一個完整的電影來平衡最外部負載,防止接觸的金屬表麵摩擦學的對。但在一些極端條件下,如超載或油溫過高,液膜潤滑可能分解,所以接口轉換邊界潤滑、混合潤滑。在這種情況下,材料的表麵是如此之近,接觸表麵微凸體之間可能發生,這可能會導致嚴重的磨損,金屬粘附和最終失敗的摩擦學的對。研究結果表明,這兩個操作速度和接觸壓力發揮重要影響旋轉摩擦副的性能(23- - - - - -25]。毫無疑問,在邊界潤滑、混合潤滑的情況下,操作速度和接觸壓力必須對其摩擦磨損性能有重要的影響。然而,這些問題尚未係統地討論。

這項工作的目的是探討如何操作速度、接觸壓力和熱處理影響閥板的摩擦學性能/缸體樣本由38 crmoal / 42 crmo CuPb15Sn5邊界潤滑條件下和/或混合潤滑;理解的主要磨損機製和可能的破壞模式。在測試期間,摩擦計是用來模擬閥板之間的接觸模式/氣缸體在軸向活塞泵。摩擦係數、磨損率和表麵形貌是用來評估閥板/缸體的摩擦學特性的速度1800 r / min因為針對泵通常是由電動馬達和操作的速度大約1500 r / min在大多數工業應用。這些發現是有用的故障分析和結構優化設計的閥板/氣缸體。

閥板和缸體之間的聯係

素描閥板/缸體的軸向活塞泵圖所示1。如圖所示,閥板是固定在後蓋的泵(圖中未顯示),氣缸體壓在閥板組合創建一個密封麵的春天和高壓石油所產生的力作用在氣缸體的底部。降低功率損耗在氣缸體和閥板接口,接觸麵積有限兩圈稱為“平衡的土地”。減少磨損,是典型的閥板或缸體塗有柔軟的材料,如黃銅、紫銅、青銅、而反對表麵通常由鋼或球墨鑄鐵表麵特征,例如38 crmoal或42 crmo。

的幫助下傳動軸,缸體旋轉閥板的表麵上;雖然它旋轉,活塞在缸體報答嵌套活塞室,然後油吸入或排出活塞室。摩擦力矩,米_f閥板和缸體之間可以表示如下:

在哪裏F_f摩擦力,μ摩擦係數;r轉矩臂的力對驅動軸;F_p是pressure-clamping力引起的瞬時壓力在每個活塞/汽缸室,p_我;一個_b的有效的加壓區在一個活塞孔;n是活塞的數量;F_k彈簧力;F_o軸承力;p_年代摩擦副之間的油膜壓力;一個是油膜的有效麵積。

試樣

標本的尺寸如圖所示2。如圖所示,上麵的示例用於模擬氣缸體是由CuPb15Sn5構成;摩擦表麵的外直徑是26毫米,摩擦表麵的內部直徑20毫米。基材的樣本模擬閥板是38 crmoal或42 crmo。材料成分的樣品如表所示1。38 crmoal是一種氮化鋼,具有優良的耐熱性和耐蝕性,42 crmo具有較高的韌性和淬透性。CuPb15Sn5是材料中常用的應用軸向柱塞泵缸體、鉛顆粒分布在銅襯底;由於鉛元素作為固體潤滑劑在摩擦過程中,CuPb15Sn5有較低的摩擦係數。

相比之下,有6套標本,即實驗2組和對照組4。上麵的這些樣品都是由CuPb15Sn5 6組。列在表2,3月意味著沒有熱處理,NT代表“氮化處理”,本考察團的淬火、回火和氮化處理。上/下的實驗1的樣本是由CuPb15Sn5/38CrMoAl本考察團。上/下的Experiment2的樣本是由CuPb15Sn5/42CrMo本考察團。

降低樣本的物理階段檢查XRD (x射線衍射)。如圖3 (),隻有α-Fe樣本的38 crmoal NHT和38 crmoal本考察團;有少量的氮化矽樣品的38 crmoal NTα-Fe之外,由於氮化表麵的樣品並沒有完全刪除在研磨階段。和樣品的隻有α-Fe 42 crmo NT, 42 crmo NHT和42 crmo本考察團,如圖3 (b)。因此,可以得出結論,降低樣品的物理階段是相似的。

較低的樣品列在表中2減少垂直地。他們的橫截麵是拋光和4%硝酸酒精溶液蝕刻。他們通過金相顯微鏡觀察金相組織。因為38 crmoal和42 crmo亞共析鋼,可以發現,兩個樣品的微觀結構與3月(圖4 (),(d))是鐵素體和珠光體。樣品的微觀結構與NT(圖4 (b), (e)仍然是鐵素體和珠光體,和那些QNT回火山梨酸酯(圖4 (c), (f))。

表麵硬度測量樣品的維氏硬度計10千克負載條件下。意思是重複測量獲得的值是5。硬度的每組如表所示3。如圖所示,CuPb15Sn5的表麵硬度是104高壓;的表麵硬度38 crmoal NHT幾乎一樣42 crmo 3月,即216高壓和218高壓。看來,氮化過程和淬火,回火和氮化處理可以顯著提高表麵硬度。它表明38 crmoal NT的表麵硬度和38 crmoal本考察團高於42 crmo NT和42 crmo本考察團。的原始形態上、下樣品如圖5,他們的表麵粗糙度0.2μm和0.4μm,分別。

測試設備和程序

穿測試執行通過ring-on-disk摩擦計,MMU-10H,如圖6和7。如圖所示,上麵的示例模擬氣缸體是安裝在試驗機的軸由伺服電機驅動,速度範圍是0 - 2000 r / min;較低的樣本模擬閥板固定在固定油箱的底部,連接到加載液壓缸通過球加入。鑽機的液壓缸產生的力和力適用於測試樣本。在負載測試中,可以通過改變調整液壓缸的力量。L-HM46礦物油,並廣泛應用於液壓控製係統傳輸能量。使測試條件一致的閥板/缸體在實際軸向活塞泵,L-HM 46液壓油注入之間的空腔上部和下部樣品通過齒輪泵,它作為冷卻劑和潤滑劑;在那之後,它返回到油箱。L-HM46的主要屬性表中列出4。

在實驗過程中,熱電偶固定在油箱底部的實時檢測到的溫度。扭矩傳感器和負載傳感器測量摩擦力矩和加載力,分別。計算機安裝在試驗台是用來控製液壓缸所產生的力和上樣的旋轉速度;此外,它收集的摩擦係數和溫度。采樣間隔0.1秒。

正如上麵提到的,液壓缸產生法向力F_N之間的界麵上、下樣品。最大輸出力是10 kN,其精度±1% FS。摩擦轉矩T由一個傳感器獲得。因此,摩擦係數μ可以通過計算

在哪裏R的轉矩臂嗎F_N關於軸。

接觸壓力,P_負載,計算

在哪裏一個是最大的接觸麵積。

在大多數工業應用,針對軸向活塞泵通常是由汽車和操作速度大約1500 r / min雖然他們的額定轉速通常高於。此外,摩擦計的最大操作速度是2000 r / min。因此,在測試期間的最大速度是決定1800 r / min,略高於1500 r / min。

在每一個周期中,上麵的樣品旋轉27430次,即滑動的距離是2000米,由徑向的數量等於革命中心摩擦環的周長。潤滑劑流量為1.5毫升/秒。係統溫度調整測試前23±1°C。每個測試重複了3次。所有樣本與丙酮超聲清洗解決方案測試之前和之後十分鍾,然後用酒精洗淨,幹重。分析天平的精度是1毫克。每個樣品重量,然後計算平均的5倍。之後,表麵形貌觀察的樣本使用vhx - 5000超深場景三維顯微鏡。

影響速度的摩擦學特性

在本節中,測試對象是“實驗1”表2。接觸壓力調整到3 MPa,速度是500 r / min和1800 r / min,分別。由於表麵硬度的差異之間的上、下樣品,磨損主要發生在上部CuPb15Sn5製成的樣品。因此,隻有上樣品的磨損率計算的測量質量損失除以滑動的距離,單位是毫克/米。

摩擦係數在500 r / min和1800 r / min分別如圖8。在500轉/分的速度,它逐漸增加,然後達到穩定磨損階段;穩定的值是0.105。關於1800 r / min,摩擦係數在0.045和0.08之間波動,在測試期間,有一個巨大的噪音。測試後,發現大量的鬆散的銅粒子或磨損產物積累之間的摩擦對。所有的這些現象表明,摩擦在1800 r / min是不穩定的。相應的磨損率在500 r / min和1800 r / min如圖9,即,2.25mg/m and 5.81 mg/m, respectively.

如圖10 (),表麵上樣品在500 r / min不顯示嚴重的粘著磨損;然而,表麵有嚴重的粘著磨損條件下的1800 r / min(圖10 (b))。在測試之後,很多CuPb15Sn5碎片被發現在摩擦表麵的情況下1800 r / min。可能的原因如下:一方麵,是不可能保持一個完整油膜接觸表麵之間的共同作用下離心力和3 MPa的接觸壓力;另一方麵,摩擦熱可能會軟化上麵的示例。在該測試中,摩擦熱量和離心力顯著增加速度。因此,粘著磨損加劇隨著轉速的增加。

此外,從圖可以推斷出來10摩擦係數的波動在1800 r / min可能來自三體磨料磨損。過程通常是如下:粘附磨損發生因為高接觸壓力和高轉速,然後堅持銅材料打和碎成大量的鬆散穿研磨劑,這些鬆散磨料粒子將滑動磨損麵,隻是作為滾動軸承之間的摩擦表麵,這將把樣品從滑動摩擦、滾動摩擦,從而減少摩擦係數。然而,由於不同的這些鬆散磨料銅粒子的形狀和大小,和他們不是均勻分布之間的摩擦表麵,這將使摩擦副旋轉不均勻,然後摩擦係數曲線波動。

接觸壓力對摩擦磨損的影響特征

在本節中,樣品從“實驗1”表2。操作速度是1800 r / min。在測試期間,接觸壓力設置為1 MPa, 1.5 MPa, 2 MPa,分別為2.5 MPa和3 MPa。如圖11的條件下,1 MPa, 1.5 MPa, 2 MPa和2.5 MPa,摩擦副經過短暫的磨合磨損階段的摩擦係數逐漸降低,然後達到穩定磨損階段,他們的平均摩擦係數穩定階段是0.075,0.07,0.065和0.08,分別。

1 - 2 MPa的接觸壓力範圍內,摩擦係數隨接觸壓力的增加而減小;當接觸壓力增加到2.5 MPa時,摩擦係數約為0.08。這一趨勢匹配關係摩擦和Sommerfield數量(25]。索姆費爾德號是一個無量綱量廣泛用於流體動力潤滑分析。從宏觀的角度來看,當轉速和流體粘度是常數,Sommerfield數量減少隨著接觸壓力的增加。完整的液膜潤滑條件下,摩擦係數會隨著Sommerfield數量減少。一旦條件如接觸壓力減少Sommerfield數量不夠,接口轉換到混合潤滑和邊界潤滑。混合潤滑和邊界潤滑條件下,接觸表麵微凸體之間的表麵開始發生,因此,摩擦強度急劇增加。此外,它應該指出,大量的碎片被發現在油箱的情況下2.5 MPa實驗結束後,和最高溫度已達到50℃(如圖12),這是高於2 MPa條件下1 - 2 MPa,沒有碎片在實驗後的油箱。

當接觸壓力進一步增加到3 MPa,摩擦係數實驗變得極其不穩定。從圖可以看出11 (e),摩擦係數在0.045和0.08之間波動。原因是鬆散磨料粒子產生的粘著磨損存在摩擦表麵,充當之間的滾動軸承表麵,以降低摩擦係數。

磨損率1 MPa,接觸壓力的1.5 MPa, 2 MPa, 2.5 MPa和3 MPa如圖13。如圖所示,磨損率增加非線性接觸壓力增加。它增加緩慢,當接觸壓力小於2.5 MPa;一旦接觸壓力超過2.5 MPa,大幅增加。

數據14,15說明測試後樣品的表麵形態。由於磨損率低的接觸壓力1 MPa和1.5 MPa,最初的表麵處理是上樣品仍然清晰可見,如圖14日(),(b)。2 MPa,接觸壓力的樣本的原始形態上消失,和它的表麵平滑比實驗前,如圖14日(c)。沒有劃痕或粘著磨損表麵的t上樣品如圖14日()- (c)。

節中描述2.2,上、下表麵粗糙度的樣品μmμm 0.2和0.4,分別。換句話說,每一個表麵上有些粗糙。這些艱苦的條件可能是保存在輕載和全膜潤滑條件下,如1 MPa和1.5 MPa。隨著負載大於臨界值,這些表麵微凸體接觸對方的建議因為潤滑膜的破裂,和“真實”的接觸麵積遠小於摩擦副的尺寸,然後表麵微凸體很快就超出了他們的屈服應力加載。因此,塑性變形使摩擦副的表麵看起來光滑。這種現象是一致的(圖2 MPa操作條件下的測試結果14日(c), (f))。

隨著負載的進一步增加,隨後的摩擦副間的相對運動將使加入表麵微凸體相互剪切,然後新的連接形式。如果附著的力量在兩個表麵之間的連接比凝聚力高,剪切可能發生在一個粗糙的基礎。因此,材料從一個表麵可能被轉移到另一個,這被稱為粘著磨損。這個描述是一致的在2.5 MPa條件下的測試結果。如圖所示,少量的粘著磨損出現在樣品表麵如圖15 (),降低樣品的表麵輕微的氧化是由於摩擦熱(圖15 (c))。

隨著接觸壓力增加到3 MPa,嚴重磨損發生在上麵的示例(圖15 (b)),和幾塊銅牌被遠離它的表麵。較低的樣本圖所示15 (d),一些銅粒子堅持其表麵,其表麵氧化嚴重的摩擦加熱。結果表明,閥板/缸體摩擦對不能達到指定的生活3 MPa的接觸壓力。

顯然,它從數據可以得出結論11 ()——(c),13和14接口轉換的混合潤滑條件的範圍1.5 - 2 MPa。磨損率急劇增加,當接觸壓力大於2.5 MPa。基於上述結果,2.5 MPa和1800 r / min選為後續實驗參數。

材料和加工處理對中的摩擦學性能的影響

摩擦係數和磨損率

在本節中,接觸壓力為2.5 MPa和操作速度是1800 r / min。圖16 (一)顯示了38 crmoal樣品的摩擦係數不同的治療。如圖所示,對照組1”的摩擦係數逐漸增加從0.06到0.1在最初的階段,然後迅速增加到一定值,開始波動,平均值是0.12。《對照組2》的摩擦係數與實驗1的0.07和0.08之間,似乎“實驗1”的曲線更加穩定比對照組2。

圖16 (b)顯示了42 crmo樣品的摩擦係數不同的熱處理。的摩擦係數對照組3 '慢慢從0.08降低到0.07。對照組4,它保持穩定後短暫增加,但超過0.11和波動大大下半年的測試。淬火和回火過程後,《實驗2》展示了一個顯著的改善與對照組4”相比,但在後期仍然存在波動。

圖17說明了上層的磨損率在每個實驗樣本。它可以發現,磨損率和摩擦係數是一致的。38 crmoal不同治療,實驗1的經曆磨損率最低,即2.7毫克/米;對照組和“1”和“對照組2》8.95毫克/米和6.35毫克/米,3.3倍和2.4倍的實驗1,分別。至於42 crmo不同治療,對照組3的磨損率最低,即3.65毫克/米;對照組和“4”和“實驗2》8.15毫克/ m和4.4毫克/ m。

綜合比較以上測試,可以發現穿38 crmoal特點和42 crmo是截然不同的。38 crmoal沒有熱處理的磨損率是145%高於42 crmo相同條件下;38 crmoal被氮化過程的磨損率是22%低於42 crmo;38的磨損率crmoal被回火、淬火和滲氮過程是38%低於42 crmo。

表麵形貌

圖18顯示了摩擦的表麵形貌對38 crmoal降低樣本。對照組1的,上麵的示例是嚴重磨損(圖18 (標誌的)),粘著磨損超過198μm直徑和研磨產生的劃痕也超過70μm;也存在著嚴重的磨損較低的示例如圖18 (d),它可以發現劃痕寬度大於100μm出現,堅持和銅粒子表麵。

的測試結果相比,對照組1,表麵磨損對照組2是輕微的。如圖18 (b),劃痕和膠粘劑戴上發現樣品表麵,在其表麵發生塑性變形,;圖18 (e)是較低的樣本配對,可以發現其表麵粗糙度已經消失了,一些青銅顆粒積累和轉移到其表麵。銅粒子轉移到較低的樣本會接觸到上麵的示例,並最終形成粘著磨損或縮進(塑性變形)上樣。

圖18 (c), (f)描繪了從實驗1的表麵形貌,其穿似乎絲毫。對於上麵的示例如圖18 (c),一些粘著磨損和劃痕存在於其表麵,但這些都與圖相比可以忽略不計18 (),(b);較低的樣本搭配如圖18 (f),可以發現其表麵是光滑和銅粒子轉移到其表麵。

圖19顯示了摩擦副的表麵形貌與42 crmo降低樣本。對照組3的,有少量的粘著磨損,輕微壓痕在其上表麵(圖示例19日());和一些銅粒子均勻lower-sample粗糙度峰(圖之間的傳播19日(d)),從而平滑表麵。

關於“對照組4”,上麵的示例似乎經曆嚴重的粘著磨損,還有嚴重的劃痕(圖19日(b))。這可以從圖中找到19日(e)上的粗糙峰較低的樣本已經消失,和大量的銅表麵積累;此外,它的整個摩擦麵積覆蓋氧化痕跡。

如圖19日(c),粘著磨損和劃痕也出現在上麵的樣本實驗2,但磨損率是件比對照組4。除此之外,較低的示例還顯示改善耐磨性,如圖19日(f)。它可以發現,隻有少量的青銅堅持其表麵,和它的表麵劃痕和氧化現象也明顯減少了。

組成的摩擦副CuPb15Sn5和38 crmoal或42 crmo通常有一個短暫的磨合磨損階段,然後達到穩定磨損階段。在磨合磨損階段,摩擦係數逐漸降低,表現出不穩定的行為,和這段時間出現在所有的測試。在穩定磨損階段,38 crmoal的熱處理或42 crmo將有一個更大的對摩擦磨損特性的影響。

較低的樣本由38 crmoal沒有任何熱處理最糟糕的耐磨性。在初始階段的測試,生成的銅顆粒磨損的表麵將堅持38 crmoal樣本並逐漸積累。因此,bronze-bronze發生摩擦表麵之間的接觸,導致粘著磨損。粘著磨損進一步加劇了銅樣品的表麵粗糙度,更有可能產生38 crmoal表麵劃痕和加劇摩擦副間的磨損,因為硬度上下樣本之間的差異不明顯。然而,42 crmo的摩擦學性能沒有任何熱處理比38 crmoal在相同的測試條件下。在這種情況下,銅粒子上樣品的均勻粗糙度山峰之間的傳播,而不是積累較低的樣本。對42 crmo降低樣本沒有任何熱處理,不會有嚴重的磨損表麵之間的摩擦。

氮化後,降低樣品的金相結構由38 crmoal或42 crmo不改變。但較低的樣品硬度大大提高,變得更加耐磨。至於摩擦對CuPb15Sn5 /氮化38 crmoal,銅粒子表麵累積氮化38 crmoal使青銅表麵更容易粘著磨損或塑性變形。然而,銅樣品的粗糙表麵不會產生劃痕表麵氮化38 crmoal樣本,因為後者的極高的硬度。至於摩擦對CuPb15Sn5 /氮化42 crmo,青銅表麵粒子的累積氮化42 crmo是高於氮化38 crmoal。因此,粘著磨損CuPb15Sn5 /氮化42 crmo摩擦對比38 crmoal CuPb15Sn5 /氮化。粘附磨損會導致摩擦係數的增加和劃痕,甚至在低氧化樣品。

後淬火、回火、滲氮,降低樣品的表麵微觀結構是罰款。硬質合金均勻,表麵特性得到改善。由於表麵特征的改進,隻有少量的銅粒子產生的磨損堅持其表麵。38 crmoal quench-tempered和表麵氮化銅粒子很難堅持,所以隻有輕微的粘著磨損表麵的青銅樣品。至於quench-tempered和氮化42 crmo,有少量的銅粒子表麵,所以還粘著磨損和劃痕表麵的青銅樣品。

鋼(通常是38 crmoal, 42 crmo)和銅(通常CuPb15Sn5)材料用於閥板和缸體的生產很長時間了。盡管一些研究者試圖使用新的材料或尖端塗料技術改善耐磨性;在實踐中,大多數的閥塊印版滾筒對仍在使用鐵銅合金材料,因為成本問題。因此,對充分利用潛在的性能具有重要意義的一些常見的金屬材料滿足軸向柱塞泵的設計要求,通過熱處理和摩擦材料的選擇。例如,本文結果已經證實CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化38 crmoal更適合閥板/比CuPb15Sn5缸體/ quench-tempered和42 crmo氮化。

圖20.說明了閥板的摩擦磨損特性和缸體內部真正的軸向活塞泵,已運營了一段時間的條件下30 MPa輸送壓力和1450 r / min。肉眼觀察到,有一些可見的表麵摩擦的跡象;然而,並沒有嚴重的粘著磨損和磨料磨損,因為流體的電影。

圖21顯示了等值線的閥板和缸體,以文策爾^®坐標測量機(模型:LH87),曲線稱為“原始輪廓”是指一個新的閥板的輪廓曲線或缸體沿著半徑;曲線被貼上“輪廓1”,“輪廓2”,“輪廓2”是磨損的閥板的測試配置文件或缸體,相距120度圓周方向。它可以得出結論,摩擦磨損相對輕微。

如圖1,氣缸體壓在閥板創建一個密封麵組合彈簧力,F_k,所產生的力高,壓力油。所以情商。6)是重寫,接觸壓力的閥板和缸體之間的接口,

為了避免粘著磨損的軸向活塞泵在一定的速度條件下,它應該是

(在哪裏P_n)是終極摩擦副間的接觸壓力在一定的速度條件下金屬材料。

它可以從情商。8),這是與軸向活塞泵油壓機械結構和交付。然而,據我所知的設計一個_b不考慮接觸壓力的因素。例如,一個_b通過計算參考。26]。

在哪裏B_b氣缸體平衡係數,典型值B_b介於90%和100%之間;一個_p每個活塞的截麵積。

之前的實驗中,P_n閥板/缸體是2.5 MPa,所以情商。8)可以被視為一個約束優化的閥板/氣缸體,然後可以獲得更合理的機械結構參數,從而提高軸向柱塞泵的工作性能。

測試結果表明,粘著磨損和磨料磨損是兩個穿模型可能出席了閥板在軸向柱塞液壓泵/缸體。穿速度密切相關,接觸壓力和熱處理。

1. (1)

   樣品更容易粘著磨損的速度比500 r / min 1800 r / min,這意味著閥板/缸體中的摩擦學性能樣品應評估在軸向活塞泵的正常操作速度,所以工業應用的結果會更有價值。

2. (2)

   材料和熱處理方麵發揮重要影響的樣品中的摩擦學性能。CuPb15Sn5/38CrMoAl沒有熱處理的磨損率是145%高於CuPb15Sn5/42CrMo沒有熱處理。摩擦副,CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化38 crmoal,表現出優異的摩擦學性能測試摩擦副,其磨損率是38%低於CuPb15Sn5 42 crmo / quench-tempered和氮化。因此,CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化38 crmoal更適合生產的閥板/比CuPb15Sn5缸體/ quench-tempered和42 crmo氮化。

3. (3)

   樣品由CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化38 crmoal,接觸壓力和磨損率之間的關係是非線性的速度1800 r / min。磨損率急劇增加,當接觸壓力大於2.5 MPa。的接觸壓力閥板/缸體應小於2.5 MPa,這將有助於優化設計的壓力軸承區底部的缸體。

4. (4)

   在後續的研究中,CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化38 crmoal, CuPb15Sn5 / quench-tempered和氮化42 crmo將被應用到氣缸體的生產實際軸向活塞泵/閥板;和比較測試是對水泵進行組裝與這些組件正確的工藝參數和結構設計參數;這些將有利於軸向柱塞泵的發展和完善。

作者衷心感謝劉Zhiqi太原科技大學教授,現任秦太原科技大學的關鍵測試期間的討論和建議。

作者的信息

Jiahai黃,生於1979年,目前是教授機械與車輛工程學院太原理工大學,中國。他收到了他的博士學位浙江大學,中國在2011年,。他的研究興趣包括機械係統動力學、摩擦和潤滑,流體動力傳輸。

振華竇,生於1995年,目前是主人的候選人機械與車輛工程學院太原理工大學,中國。他的研究興趣包括摩擦磨損。

Zhenglei王,生於1994年,目前是一名工程師中國鐵路太原局集團有限公司,中國。他收到了他的碩士學位太原理工大學,中國在2019年,。

長全,生於1959年,目前是教授機械與車輛工程學院太原理工大學,中國。他的研究興趣包括機械電子工程,流體動力傳輸。

Linkai妞妞,生於1985年,目前是講師機械與車輛工程學院太原理工大學,中國。他收到了他的博士學位西安交通大學、中國在2016年。他的研究興趣包括動態建模和振動。

由中國國家自然科學基金(批準號。51775362,51775362),山西省國際合作項目(批準號2016 - 002),山西省自然科學基金(批準號201901 d111054)。

作者和聯係

1. 機械與車輛工程學院、太原理工大學、太原,030024年,中國

   黃Jiahai振華竇,Zhenglei Wang長全& Linkai妞妞

貢獻

JH和LQ負責整個試驗;ZW, ZD寫手稿;ZW和LN輔助采樣和實驗室分析。所有作者閱讀和批準最終的手稿。

相應的作者

對應到Jiahai黃或Zhenglei王。

相互競爭的利益

作者聲明沒有競爭的經濟利益。

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再版和權限