锥形配流副静压支承的节流阻尼效应研究

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锥形配流副是-种结构全新的配流方式.它既可以应用于轴向液压泵，也可应用于径向液压泵。兼有端面配流和圆柱形轴配流的优点，其摩擦副圆周速度低和配流轴自动定心及密封间隙自补偿的特点，提高了配流副在高速、高温、高压 、大排量极端工作状态下的使用寿命。乔丰立 等人在水介质用轴向柱塞泵的发明专利中配流副是锥形型式，且也对锥形配流副配流间隙进行了浅析[2-31。

为了提高配流副的寿命，减小摩擦功率的损失和保证较小的泄漏，静压支承原理被广泛的应用在配流副设计中 。静压支承中的节流阻尼主要有三种形式：长阻尼孔型、阻尼槽型和短阻尼孔型。

柯坚等人利用滑靴支承面与柱塞头之间两种阻尼收稿日期：2012-l1-27作者简介：韦晓磊(1981-)，女，河北张家口人，助理研究员，硕士，主要从事液压元件、密封技术和相关产品专利审查。

孔的节流作用，对滑靴结构参数和性能进行了详细的计算，可得知短阻尼孔的节流作用提高了滑靴静压支承的性能圈。Ma[6、Bergadar、艾青林[81分别进行了阻尼槽型的配流副润滑特性的建模，根据模型描述了配流副中油膜的运动变化规律和工作介质在阻尼槽、通油槽中的压力、流量特性及分布规律，并进行了关键参数的优化。

应用静压支承原理的配流副润滑模型在理论分析上与静压滑动轴承和推力轴承润滑模型是相同的。针对具有长阻尼孔型的静动压滑动轴承，Guotg]、Kushare[ ol进行了偏心率和旋转速度对承载力、摩擦功率损失、泄漏量、刚度和阻尼系数的影响研究，而 Nagaraju[贝0研究短阻尼孔型的滑动轴承的支承特性和润滑特性。Jain[ 和Toshiharut 3则对比分析了两者对轴承综合性能的影响，提出了适当的节流阻尼能够有效提高轴承的性能。

本文基于锥形配流副弹流润滑模型和其求解的算法，对比研究了长阻尼孔型和短阻尼孔型节流阻尼对锥形配流副润滑特性的影响.并进行了短阻尼孑L直径对润滑特性理论与试验验证。

Hvdraulics Pneumatics& Seals/No.04.20131 配流面间润滑流体流动分析锥形配流轴上加工有高低平衡油槽和节流阻尼(m， )，如图 1所示。排油区的压力P 流体通过节流阻尼 n而产生压降，在高压平衡油槽内形成压力P。，在P的作用下，流体通过配流面间隙产生泄漏流量；且压力P 流体也通过配流面间隙产生压降，在低压平衡油槽内形成压力P ，在P 的作用下，流体通过配流面间隙及节流阻尼 m产生泄漏流量；锥形配流轴的径向受力由静压支承作用实现平衡，而所受排油区的轴向液压力则由高、低压平衡油槽及配流间隙形成的轴向液压力平衡。

图 1 锥形配流副结构和润滑流体流动简图2 节流阻尼效应对比在以往文献 [4、[9]、[14中，三种节流阻尼的压力--流量特性如下式长阻尼孔型阻尼槽型短阻尼孑L型㈩ 訾孚 ㈤式中 --长阻尼孔直径；Z --长阻尼孔长度；p-- 油液密度；K --短阻尼槽流量系数；- - 阻尼槽深度；C --短阻尼孔流量系数；l- 油液粘度；短阻尼孔直径 ：- - 孔两端压力差。

根据以上三式，可以将节流阻尼分为两类 ：-类为压差与流量成线性关系的固定液阻的长阻尼孔和阻尼槽，而另-类则是压差与流量成非线性关系的可变液阻的短阻尼孔 ，所以在此只进行长阻尼孔和短阻尼孔对锥形配流副静压支承特性和稳定工作状态影响的对比研究。

应用文献[3]的锥形配流副弹流润滑模型和其求解的算法研究结论，作出长阻尼孔型和短阻尼孔型的锥形配流副的润滑特性随工作压力的变化关系。见图2。

OO褥 0堡 0- 0喜篓2O 25 3O 35 4O 45 5O工作压力p/MPa(a)工作压力对偏心率的影响工作压力p/MPag0爨扈耀蕊20 25 3O 35 40 45 5O工作压力p/MPa(b)工作压力对配流间隙的影响l O0 8墨o-6萎。-4o200·Ps向J盘硼 t胃-t 油槽压2O 25 3O 35 4O 45 5O工作压力p/MPa(c)工作压力对功率损失的影响 (d)工作压力对油槽压力影响图 2 长阻尼孔和短阻尼孔节流效应对比图3中虚线为长阻尼孔节流效应曲线 (符号下标为c)，而实线则是短阻尼孑L(符号下标为d)。

邑略工作压力p/MPa图 3 长 阻尼孔和短 阻尼孔最大压差流流速对 比从图中可以看出，随着工作压力P的增大， 和h叫均基本呈线性减小 ，但 h&的斜率要大，且 伽< ；由于锥形配流轴轴向和径向受力平衡的要求，使得此两种节流阻尼形式下的高低压平衡油槽 的压力基本相等，