一种配流副油膜厚度测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111946609A(43)申请公布日2020.11.17(21)申请号202010858770.5(22)申请日2020.08.24(71)申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号申请人泰安华鲁锻压机床有限公司(72)发明人员海涛李永堂梁涛仉志强刘志奇王鲁军皮之中(74)专利代理机构太原华弈知识产权代理事务所14108代理人郭培培(51)Int.Cl.F04B51/00(2006.01)F04B1/122(2020.01)G01B21/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种配流副油膜厚度测量方法(57)摘要本发明提供一种配流副油膜厚度测量方法，据配流副采取位置点的油膜厚度实测数据，来确定配流副油膜的总楔形角和方位角；根据所求的总楔形角和粗糙接触面G‑S模型，来计算混合摩擦区域的支撑力；通过建立柱塞缸轴向力平衡方程，来确定最小油膜厚度。该方法得到的最小油膜厚度更为接近实际值，为配流副泄漏量和柱塞式液压元件整体性能评估和磨损程度评估提供了重要数据，进而延长了配流副的使用寿命。CN111946609ACN111946609A权利要求书1/2页1.一种配流副油膜厚度测量方法，1、确定柱塞缸轴向所承受的力：a、柱塞腔对配流盘的作用力,式中，为泵排油压力，d为柱塞腔的内径，Z为柱塞腔数目;b、配流盘对柱塞缸的作用力,式中，r1、r2分别为配流盘内密封带的内径、外径，r3、r4分别为配流盘外密封带的内径、外径，r为配流油膜任一位置点的半径，θi、θj为配流盘油膜高压分布区域的起始角和结束角；2、在配流盘的外密封外侧三点或多点处安装位移传感器，根据配流副多个位置点的油膜厚度实测数据，确定配流副的楔形角和方位角：a、配流副楔形油膜的总厚度：式中,为配流副油膜的最大厚度和最小厚度，、为柱塞缸力和力矩平衡导致的配流副油膜的XY楔形角的XY方位角，的取值范围是0.00005～0.0002，、为柱塞缸和主轴同轴度误差导致的配流副油膜的Z楔形角与Z方位角，，，为柱塞缸的转角，为配流副磨损导致的配流副油膜的磨损楔形角，是配流副外密封带的外径，为配流副油膜的某位置点的极角；b、假设最小间隙厚度等于为定值，取值范围为0～10um，那么配流副任一半径r处的间隙厚度为：式中，是最大油膜厚度点和最小油膜厚度点连线与极径之间的夹角，为配流副油膜总楔形角，表达式为；2CN111946609A权利要求书2/2页3、计算混合摩擦区域产生的沿柱塞缸轴向的支撑力，柱塞缸与配流盘在辅助支承带最小间隙厚度点附近会发生局部混合摩擦接触，柱塞缸和配流盘接触面呈楔形接触，在接触区域内的接触峰的承载力W，沿Z轴的负载力Fmix为：式中，nf为单位面积内接触峰的个数，，σe、σ1分别为等效粗糙度、配流盘的表面轮廓的粗糙度，Re=R1/2，Re、R1分别为等效粗糙峰的半径、配流盘表面粗糙峰的半径，θimix、θjmix分别为摩擦接触区域对应的中心角的始角和终角，令θimix=-π，θjmix=π，，Ee、E1、E2分别为等效弹性模量、配流盘表面材料的弹性模量、柱塞缸表面材料的弹性模量，γ1、γ2分别为配流盘表面材料和柱塞缸表面材料的泊松比；4、建立柱塞缸轴向的力学平衡方程式，；5、采用包含Z楔形角、磨损楔形角、XY方位角和最小油膜厚度的四级for循环算法，得到配流副任一位置点的油膜厚度曲线，并得到配流副油膜总楔形角、总方位角、Z楔形角、磨损楔形角、XY方位角，最小油膜厚度。2.根据权利要求1所述的配流副油膜厚度测量方法，其特征在于：在上述1～4步骤计算得到的总方位角的变化范围内，在半径r1<r<r2或半径r3<r<r4的范围内，在配流副油膜接触的配流盘或柱塞缸的表面上进行表面材料强化或耐磨处理，增加圆形凹坑微型阵列或局部织构组织。3.一种配流副油膜厚度测量方法，1、在配流盘的外密封外侧T1点上安装一个电涡流位移传感器，并测量该点的配流副油膜厚度;2、对同种型号的柱塞式元件在不同工况下配流副三个位置点T1、T2、T3的油膜厚度实测数据进行收集，形成数据集，用以确定配流副楔形油膜在不同压力、排量和转速工况下的配流副油膜XY楔形角、XY方位角、；3、得到T1点处的配流副油膜厚度曲线，a、配流副楔形油膜的总厚度公式：b、采用包含Z楔形角、磨损楔形角的两级for循环算法，计算得到配流副T1点的油膜厚度曲线，并得到配流副油膜总楔形角、磨损楔形角、Z楔形角。3CN111946609A说明书1/5页一种配流副油膜厚度测量方法技术领域[0001]本发明属于液压元件技术领域，具体涉及一种配流副油膜厚度测量方法。背景技术[0002]柱塞式液压泵、马达、液压变压器是静压传动系统