柱塞泵关键摩擦副材料抗擦伤性能评价研究

摘要

在当今液压泵发展过程中，柱塞泵适应了容积式液压泵快速化、高压小型化、高效化的发展需要。其三大关键摩擦副材料的抗擦伤性能优劣是柱塞泵能否实现功能优越性的根本保障，也是制约液压泵发展的重要原因之一。因此对摩擦副材料抗擦伤性能的研究和评价也就显得尤为重要，为摩擦副材料的选取提供一定理论指导。本文选取柱塞泵关键摩擦副常用的软质材料球墨铸铁QT700-2和铝青铜QA19-4分别与硬质材料轴承钢GCr15进行摩擦副配对。在HDM-20端面摩擦磨损试验机上通过“三柱一面”、“三球一面”和端面试验三种不同评定方法对比分析，最终确定“三柱一面”摩擦副接触方法;在润滑油液可循环状态下进行抗擦伤性能检测，并且对不同材料在同种试验条件下的抗擦伤性能进行评价研究。
　　研究表明:在1.0～1.4m/s五级线速度下，随着线速度的增加，摩擦副软质材料的抗擦伤性能随着线速度的增加在逐渐变差，对应的擦伤压强值也在不断减小。其中发现在1.0～1.1m/s时，QT700-2表面摩擦因数和摩擦力矩值总体呈现W型变化规律，在材料发生擦伤之前有征兆现象出现，当线速度增加时，总体趋势由W型变成U型趋势。而QAl9-4在1.0～1.4m/s线速度下摩擦参数总体变化规律都呈现U型趋势，在材料发生擦伤前没有任何征兆，直接发生严重破坏，伴随着试验机的振动和噪声。
　　对摩擦副材料在不同级线速度条件下不同时间段的材料表面磨损形貌进行扫描电子显微镜(SEM)和EDS微观检测，根据宏观和微观分析综合分析，选取材料摩擦因数值发生陡增前一级载荷作为其擦伤载荷点。最后提出用多指标综合评价方法，选取四个评价指标值来综合评价不同材料在同种条件下的抗擦伤性能。并且与PV值判定法进行对比，结果证明，多指标综合评定法具有更好的可靠性。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 液压泵简介

1．2 轴向柱塞泵介绍

1．3 轴向柱塞泵关键摩擦副特性

1．3．1 三大关键摩擦副

1．3．2 三大关键摩擦副要求和失效形式

1．4 磨损基本理论

1．4．1 磨损的定义

1．4．2 磨损的分类

1．4．3 粘着磨损—擦伤

1．4．4 摩擦副材料抗擦伤性能试验评价方法

1．5 柱塞泵关键摩擦副材料磨损研究现状

1．6 摩擦学材料评价研究现状

1．7 本课题的研究意义及内容

第二章 试验方案设计

2．1 试验材料的选取

2．1．1 软质材料的选取

2．1．2 硬质材料的选取

2．2 试验方法设计

2．2．1 “三球一面”试验方法设计

2．2．2 “三柱一面”试验方法设计

2．2．3 循环油液装置设计

2．3 试样抗擦伤性能检测

2．3．1 摩擦磨损试验分析—宏观检测

2．3．2 扫描电镜分析—微观检测

2．4 本章小结

第三章 摩擦副材料球墨铸铁抗擦伤性能研究

3．1 不同试验评定方法抗擦伤性能研究

3．1．1 “三球一面”摩擦磨损试验数据分析

3．1．2 球面Hertz接触应力计算

3．1．3 “三柱一面”摩擦磨损试验数据分析

3．2 “三柱一面”试验评定方法球墨铸铁抗擦伤性能研究

3．2．1 线速度1．0m／s球墨铸铁材料抗擦伤性能

3．2．2 线速度1．1m／s球墨铸铁材料抗擦伤性能

3．2．3 线速度1．2m／s球墨铸铁材料抗擦伤性能

3．2．4 线速度1．3m／s球墨铸铁材料抗擦伤性能

3．2．5 线速度1．4m／s球墨铸铁材料抗擦伤性能

3．2．6 不同线速度条件下球墨铸铁材料抗擦伤性能总结

3．3 本章小结

第四章 摩擦副材料铝青铜抗擦伤性能分析及擦伤评价研究

4．1 铝青铜QAl9-4摩擦副材料抗擦伤性能研究

4．1．1 线速度1．0m／s铝青铜材料抗擦伤性能

4．1．2 线速度1．1m／s铝青铜材料抗擦伤性能

4．1．3 线速度1．2m／s铝青铜材料抗擦伤性能

4．1．4 线速度1．3m／s铝青铜材料抗擦伤性能

4．1．5 线速度1．4m／s铝青铜材料抗擦伤性能

4．1．6 不同线速度条件下铝青铜材料抗擦伤性能总结

4．2 不同摩擦副材料抗擦伤性能评价研究

4．2．1 [PV]值测定评判方法

4．2．2 抗擦伤性能多指标综合评判方法

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间获得的学术成果