柱塞泵配流副滑摩界面摩擦磨损及热力耦合分析

窦振华，牛蔺楷，赵二辉，黄家海

(太原理工大学 机械与运载工程学院，山西 太原 030024)

引言

轴向柱塞泵因工作压力大、效率高和易于变量控制等优点，被广泛应用于工程机械等工况复杂领域。配流副是轴向柱塞泵的关键部位之一，需同时满足支撑、油路分配及密封等多项功能。在高压、高速等工况环境中，由于液压油的黏性耗散以及油泥沉积导致的三体摩擦，使得配流副表面摩擦温升加剧，带来诸如油液变质、密封失效，以及配流盘烧盘等问题[1]。

目前，国内大部分研究集中在预测配流盘及缸体间的油膜厚度变化规律以及分析不同工况对油膜动压润滑特性、黏性剪切特性的影响[2-6]，或者在接触面添加润滑涂层[7-8]和添加表面织构[9-10]以改善摩擦性能，对于缸体及配流盘上的温度变化及应力变化鲜有研究。由于配流副相对滑动速度是沿径向变化的，内外径摩擦产热并不均匀，加之不同区域润滑条件和散热程度不同，工作过程中的压力波动使得配流副只有局部接触的摩擦面发生热膨胀，易出现热弹性失稳的现象[11]，从而导致温升、摩擦系数波动及磨损机制产生局部性差异。因此，深入研究不同工况下配流副温度场及应力应变场是研究整个轴向柱塞泵配流副摩擦机制和失效形式的基础。

摩擦磨损试验常采用以下方法：标准试验机试验、模拟台架试验、实际使用试验。其中，模拟台架试验及实际使用试验研究成本高且试验周期长，因此对于柱塞泵摩擦副的试验方式常采用标准试验机试验。……