一种高压内啮合齿轮泵的可靠性提升方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114491832A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202111615808.7G06F119/04(2020.01)(22)申请日2021.12.27G06F119/08(2020.01)(71)申请人徐州圣邦机械有限公司地址221000江苏省徐州市徐州经济技术开发区荆马河支路8号申请人中国矿业大学圣邦集团有限公司(72)发明人姜伟卢昊吴艳许北练周涛朱真才权江涛王年(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师彭英(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06F113/08(2020.01)权利要求书5页说明书11页附图4页(54)发明名称一种高压内啮合齿轮泵的可靠性提升方法(57)摘要本发明属于内啮合齿轮泵技术领域，具体涉及一种高压内啮合齿轮泵的可靠性提升方法，通过对选取的M种耐磨涂层材料进行分析，考虑材料参数的不确定性及耐磨涂层的涂覆厚度不均匀性，设计M*a*b种耐磨涂层方案；接着，对M*a*b种耐磨涂层方案进行涂覆试验，并对试验结果进行拟合，通过建模，找到磨损量与材料成分配比、涂覆厚度之间的函数关系，通过求解此模型的最小值与极小值，找出M*a*b种耐磨涂层方案中最优的耐磨涂层方案作为目标耐磨涂层；通过对不确定性参数的可靠性灵敏度进行计算，得到了各不确定性参数分别对齿轮泵可靠性的影响敏感程度，选取影响较大的不确定性参数，对选取出的影响较大的不确定性参数进行进一步地优化赋值，得到目标耐磨涂层。CN114491832ACN114491832A权利要求书1/5页1.一种高压内啮合齿轮泵的可靠性提升方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1、确定试验对象：从常用的耐磨涂层材料中筛选出可以作为高压内啮合齿轮泵耐磨涂层的N种耐磨涂层材料，从N种耐磨涂层材料中选取M种耐磨涂层材料作为试验对象；步骤S2、从试验对象的材料参数的不确定性方面出发，进行以下试验：针对选出的M种耐磨涂层材料，基于每种耐磨涂层材料的材料成分重新进行a次配比，共产生M*a种不同材料参数的耐磨涂层材料；步骤S3、从高压内啮合齿轮泵上9个需要涂覆耐磨涂层的位置处耐磨涂层的涂覆厚度不均匀性方面出发，进行以下试验：针对选出的M种耐磨涂层材料，设定每种耐磨涂层材料具有b种不同的涂覆厚度，结合步骤S2中产生的M*a种不同材料参数的耐磨涂层材料，得到M*a*b种耐磨涂层方案；步骤S4、获取M*a*b种耐磨涂层方案的磨损数据：在高压工况下，制备M*a*b种耐磨涂层分别涂覆于高压内啮合齿轮泵上进行磨损实验，获得M*a*b种耐磨涂层方案的磨损量数据；步骤S5、选取初始耐磨涂层：S5.1、对步骤S4中获取的M*a*b种耐磨涂层磨损量数据进行拟合，建立磨损量与上述M*a种不同材料参数耐磨涂层材料的成分配比、b种不同涂覆厚度之间的函数关系；S5.2、从步骤S5.1中建立的函数关系中，选取磨损量最小值，所对应的耐磨涂层材料的成分配比和涂覆厚度作为初始耐磨涂层；步骤S6、获取目标耐磨涂层：S6.1、基于不确定性参数，建立高压内啮合齿轮泵的随机磨损响应模型，不确定性参数包括未涂覆耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的结构尺寸、涂覆有耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的装配尺寸、耐磨涂层材料的成分配比、不同涂覆厚度、油液与齿轮泵内壁涂层的摩擦系数、齿轮泵内壁的弹性模量；S6.2、依据建立的高压内啮合齿轮泵的随机磨损响应模型，对涂覆有初始耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵进行可靠性评估，得到涂覆有初始耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的可靠性曲线R(t)；S6.3、计算步骤S6.1中不确定性参数的可靠性灵敏度，并进行赋值重新优化，得到优化后的高压内啮合齿轮泵可靠性评估，建立涂覆有耐磨涂层的优化后的高压内啮合齿轮泵可靠性曲线R1(t)；S6.4、将步骤S6.3中建立的涂覆有耐磨涂层的优化后的高压内啮合齿轮泵可靠性曲线R1(t)与步骤S6.2中的涂覆有初始耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的可靠性曲线R(t)进行对比；S6.5、当步骤S6.4中对比结果为优化后的高压内啮合齿轮泵的可靠性评估优于涂覆有初始耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的可靠性评估，则此次赋值优化对应的不确定性参数及对应的耐磨涂层材料配比为目标耐磨涂层；反之重复步骤S6.3直至优化后的高压内啮合齿轮泵可靠性评估优于涂覆有初始耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵的可靠性评估，获取目标耐磨涂层；步骤S7、实现有耐磨涂层的高压内啮合齿轮泵整体可靠性提升：2CN114491832A权利要求书2/5页根据步骤S6.6获得的目标耐磨涂层对应的材料参数和涂覆厚度，制备耐磨涂层试样，并将制备的耐磨涂层试样涂覆至高压内啮合齿轮泵上，实现有耐磨涂层的高压内