高背壓多功能海水液壓摩擦磨損試驗臺研發(fā).pdf

1、地球是一顆藍色的星球,其71％的面積由海洋覆蓋并且蘊含著巨大的自然資源,合理有效地開發(fā)與利用海洋資源是解決當今社會面臨的人口爆炸、資源匱乏、經(jīng)濟衰退的最主要的路徑;發(fā)展海洋軍事,加強海防建設也是各國的首要任務,然而由于海水特殊的理化特性以及復雜多變的海洋環(huán)境,開發(fā)海洋急需高效、穩(wěn)定、耐久的海洋設備以及成熟的海洋工程理論為前提。
　　(海)水液壓傳動技術(shù)就是使用(海)水代替?zhèn)鹘y(tǒng)礦物液壓油作為介質(zhì)的液壓傳動技術(shù),已經(jīng)成為流體傳動領域中

2、最具有發(fā)展?jié)摿Φ膫鲃蛹夹g(shù),在海洋軍事與海洋資源開發(fā)中的應用價值極其重要。作為海水液壓傳動系統(tǒng)的核心動力與執(zhí)行元部件,軸向海水柱塞泵與馬達的性能與壽命直接決定了海水液壓傳動系統(tǒng)能否正常運行工作,而在柱塞泵、馬達中,關(guān)鍵摩擦副:柱塞/缸體孔、滑靴/斜盤、配流盤/缸體與海水潤滑性環(huán)境下的滑動軸承是其設計的關(guān)鍵與難點,加之海水液壓元件摩擦副的摩擦磨損理論與材料發(fā)展尚未成熟,所以在實驗室中模擬這三對關(guān)鍵摩擦副與海水滑動軸承的實際工況,探究它們的摩

3、擦機理與材料的最優(yōu)配對,對海水液壓泵的設計與材料選擇具有十分重要的理論及實際價值。
　　本文針對深海(2000米以淺)實際環(huán)境環(huán)境,提出研發(fā)高背壓(20MPa以內(nèi))多功能海水液壓摩擦磨損試驗臺。陳述了軸向斜盤式柱塞泵中的柱塞/缸體孔、滑靴/斜盤以及滑動軸承的結(jié)構(gòu)模擬的設計以及如何實現(xiàn)動缸式閥配流的方案;對摩擦副構(gòu)件進行相關(guān)的設計計算與力學分析;針對試驗臺結(jié)構(gòu)采用了閥配流方案,并設計了平板式配流閥,然后對其參數(shù)進行了設計計算,并通過

4、AMESim軟件對單柱塞閥配流系統(tǒng)進行了建模與仿真,得到配流閥基本能夠滿足配流性能;設計了承壓20MPa的快開門式海水高壓艙,使用Pro/E軟件對其進行了受力分析,驗證了高壓艙的設計滿足要求;對試驗臺壓力控制系統(tǒng):柱塞出口壓力控制系統(tǒng)、滑動軸承壓力加載控制系統(tǒng)進行了設計與介紹;最后以柱塞副數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為例,闡述了對摩擦副水膜厚度、水膜溫度以及水膜壓力數(shù)據(jù)采集的方案的設計、傳感器的選型、安裝、密封與走線方式,其中集流環(huán)的應用實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)運動