【摘 要】
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本文以BERARMA PHV05型叶片泵关键摩擦副叶片-定子副为研究对象,针对复杂工况下如何改善叶片-定子副的冲击载荷和润滑性能这一问题,通过研究叶片容腔在定子环内的运动形式、
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本文以BERARMA PHV05型叶片泵关键摩擦副叶片-定子副为研究对象,针对复杂工况下如何改善叶片-定子副的冲击载荷和润滑性能这一问题,通过研究叶片容腔在定子环内的运动形式、压力分布,以及过渡区中叶片-定子副的力学特性,进而分析了叶片顶廓形状、摩擦副漏损量、工况条件等参数对叶片-定子副力学特性的影响;此外,针对定子环承载具有周期性,利用Workbench软件开展叶片-定子副的有限元分析,根据分析结果进一步确定出润滑分析的参考位置;最后,结合润滑理论对比探讨倒角和圆弧两种叶片结构的叶片-定子副在预卸压区中的润滑状态,分析复杂工况下不同因素对叶片-定子副润滑性能的影响,并对PHV05泵采用圆弧叶片时叶片-定子副的摩擦学设计展开初步探索。研究得出如下结论: (1)叶片-定子副在过渡区中存在明显冲击载荷,润滑性能差,处于部分弹流润滑状态,采用圆弧叶片能有效改善叶片-定子副间冲击载荷现象,使作用在叶顶上载荷的变化更趋平缓,有利于在摩擦副间形成稳定的动压润滑; (2)叶片-定子副间的最大等效应力、等效应变和接触压力均发生在叶片处于预卸压区末端位置,故在此位置定子内表面易发生压溃,结合运动分析的结果可进一步确定出预卸压区作为叶片-定子副润滑分析的参考位置; (3)倒角叶片在预卸压区工作时,在靠近预卸压区末端的一段区域内摩擦副间的润滑性能较差,存在剧烈磨损的干摩擦状态,且在一定转速和压力范围内,随着工作压力提升或转速降低,这一现象更加明显; (4)圆弧叶片在预卸压区工作时,在一定范围内润滑性能随着圆弧顶廓半径的增大变得更好。结合润滑理论开展PHV05泵圆弧叶片的摩擦学设计,当叶顶曲率半径为10mm,摩擦副在整个预卸压区内均可避免剧烈磨损的干摩擦状态,且保持较高的润滑性能,特别是在低压高速工况下,摩擦副几乎处于全膜润滑状态,有利于叶片-定子副工作寿命和可靠性的提高,研究工作对叶片泵研究与设计提供了一定的理论基础。
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