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作者：

王正磊

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摘要：

液压传动具有布局灵活,控制方便,传动功率重量比大等优点,在工业,农业,军事以及航空航天等领域应用范围很广.轴向柱塞泵是当前液压系统中应用最多的液压泵,由于柱塞泵的工作压力高所以其摩擦副也需要承受较高的载荷,因此会加剧摩擦副的磨损.配流副是轴向柱塞泵内结构最大的摩擦副,也是柱塞泵中极易发生磨损失效的摩擦副之一.现有关于轴向柱塞泵配流副摩擦磨损特性的研究主要是在中低转速工况(≤1200 r/min)下进行的,远小于轴向柱塞泵的额定转速.为了使研究成果与配流副实际情况相吻合,具有实际应用价值,本研究在高转速条件下就配流副摩擦磨损特性开展研究.本研究基于轴向柱塞泵工作原理,从贴近柱塞泵实际工况的高转速出发,研究配流副在润滑油膜破裂后边界润滑条件下的摩擦磨损特性.实验在改造后的MMU-10盘-环式摩擦磨损试验机上进行,选用38CrMoAl和42CrMo两种配流盘材料分别在未热处理,渗氮处理以及调质后渗氮处理三种条件下与缸体表面铜材CuPb15Sn5组成实验配流副进行摩擦磨损实验.将摩擦磨损实验结果以及试样表面的物相和显微组织结构作为评价指标,研究转速对配流副摩擦磨损特性的影响,并在高转速条件下通过逐步增加实验压力的方法确定当前配流副材料的极限工作压力;最后在配流副的极限工作压力下研究热处理工艺对配流副摩擦磨损特性的影响.研究表明:配流副在高转速条件下运动副内润滑条件变差,摩擦表面温度升高,导致配流副软材料的磨损率更高也更容易发生粘着磨损,并且在高转速条件下实验压力超过2.5 MPa时配流副会发生严重的粘着磨损,软材料出现转移并在硬材料表面形成转移膜,此时配流副会快速磨损失效,因此在高转速条件下的配流副极限工作压力为2.5 MPa.热处理工艺会对配流副的摩擦磨损特性产生巨大影响,单独通过渗氮处理提高配流盘的硬度并不会提高配流副的摩擦学性能,但调质后产生的细化的表面组织可以减少配流副在运行过程中缸体表面的铜在配流盘表面的粘附从而抑制粘着磨损,因此调质预处理后再进行渗氮处理可以改善配流副的摩擦磨损特性.38CrMoAl和42CrMo的摩擦磨损性能差异较大,在当前实验条件下调质和渗氮处理的38CrMoAl与CuPb15Sn5组成的配流副拥有最优的摩擦磨损特性,更适合作为柱塞泵配流副材料.

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年份：

2019