低速低压柱塞变化曲线
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低速低压柱塞变化曲线

柱塞在刚开始运动,油膜厚度为零,这是由于刚开始柱塞往复运动速度较小,不利于建立油膜动压效应。在主轴转角在40°到260°之间,随着柱塞副往复运动速度的增加,建立起动压效应,油膜厚度不为零,油膜承载能力较强,处于流体润滑状态。在260°到360°转角范围内,油膜厚度为零,因为往复运动速度较小,不能建立良好的动压效应。油膜厚度变化曲线形状不规则,柱塞处于浮动状态。在转角较小时固体接触力比较大,随着转角增大,动压效应迅速增强,接触力迅速减小为零。在260°到360°转角范围内,动压效应逐渐减小,接触力逐渐变大。


低速低压工况下,ca88手机版柱塞副在一个主轴周期内无量纲压力变化过程。X对应柱塞圆周方向,Y对应柱塞轴线方向。Y=0对应A端,Y=1处对应B端。在0~180°范围内,柱塞沿轴向方向向缸体内运动,A端没有压力峰值,虽然往复运动速度很小,但是柱塞腔内压力引起的油膜承载能力很大。在180°时,柱塞往复运动速度为零,柱塞自旋运动引起了压力峰值。在180~360°范围内,柱塞沿轴线方向向缸体外运动,往复运动引起的动压效应在B端很明显。随着转角增大,动压效应迅速增强,固体接触力逐渐减小,存在接触力区间范围不大。在160°左右和300°到360°范围内,动压效应减小,出现两小段较小的固体接触力。


通过对比分析高速高压柱塞副油膜厚度曲线和固体接触力曲线,可以发现以下规律。对比高速高压和低速低压膜厚曲线,发现高速高压膜厚区间比低速低压区间大,膜厚存在范围广,说明高速高压比低速低压更利于建立流体润滑状态。对比高速高压和低速低压固体接触力曲线,发现高速高压末端固体接触力数值与数值范围均比低速低压小,同样说明高速高压更利于形成较好的油膜润滑。


粘性摩擦力计算公式可以得出柱塞和铜套的轴向粘性摩擦力以及圆周方向的粘性摩擦力。柱塞在缸体内往复运动过程中,既存在剪切流动,又存在压差流动,摩擦力可能由剪切流动引起,也有可能由压差流动引起,还有可能剪切流动和压差流动共同作用引起。


ca88手机版厂设定工作压力为40MPa,转速为3000r/min。柱塞直径22mm,柱塞所在分布圆直径99mm,柱塞长度80mm,柱塞铜套长度40mm,柱塞处于最大外伸位置时密封长度35.8mm,柱塞球心到质心的距离27mm,液压油密度0.880X10-3kg/m3,液压油标准状况运动粘度40cSt。然后计算分别得出柱塞和缸体的轴向粘性摩擦力以及圆周方向的粘性摩擦力曲线。


一个主轴周期内高速高压ca88手机版柱塞表面轴向摩擦力变化。通过分析可以知道,主轴转角在0~180°范围内,柱塞表面所轴向受摩擦力为正值,摩擦力数值达到100N左右,在半个周期内数值都比较大且近似相等,未随往复运动速度增大而大幅增大,轴向摩擦力未受到柱塞往复运动速度影响,在前半个周期内,柱塞表面轴向摩擦力主要由压差流动引起。


主轴转角在180~360°范围内,柱塞表面轴向摩擦力为负值,且最小峰值很小,摩擦力曲线形状与正弦曲线相关,表明在后半周期内,柱塞表面轴向摩擦力主要由柱塞往复运动引起,由剪切流动引起,压差流动影响效果很小。


在前半周期,柱塞副处于高压区,压差流对柱塞表面轴向摩擦力起主要作用,剪切流作用很小。在后半周期,柱塞副处于低压区,压差流对柱塞表面轴向摩擦力作用减弱很多,剪切流起主要作用。高速高压作用下,ca88手机版柱塞表面受到的轴向粘性摩擦力在-40~95N范围内。

图1:柱塞表面轴向粘性摩擦力

柱塞表面轴向粘性摩擦力


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点击次数:  更新时间:2018-04-03 09:21:28  【打印此页】  【关闭