柱塞泵配流副的压紧系数

canmao6304

配流副之间的剩余压紧力大小是由压紧系数体现的。我们希望：在保证不严重影响柱塞泵容积效率的前提下，尽量使压紧系数取最小值，以防此力破坏配流副的油膜厚度，造成早期故障，从而影响配流副的寿命。

配流副的压紧系数大则剩余压紧力大。可是，配流副的剩余压紧力过大则摩擦力大、即磨损严重。这正是国产柱塞泵寿命及其可靠性差的主要原因。因此，在保证柱塞泵总泄漏量不超标的条件下，应该尽量地减小配流副的压紧系数，即减少配流副磨损、拉伤的几率，以增加柱塞泵的寿命及其可靠性。

降低配流副的压紧系数，就是降低配流副的剩余压紧力；就是减小配流副的拉伤、磨损和泄漏几率；就是在增加介质中颗粒物的通过性；就是在提高柱塞泵的寿命及其可靠性。我们的核心技术能大幅度地减小配流副的压紧系数，且泄漏量不超标。

那么，如何减小压紧系数呢？到底配流副的压紧系数最佳取值多大呢？这是我们的核心技术之一。

在我们液压专业教科书和机械设计手册中，配流副的压紧系数取值均为1.05——1.10。必须指出：依据液压专业教科书和机械设计手册中的受力分析与平衡，这个结论是没有错的。但是，当采用了无磨减漏柱塞副后，由于阻断或消除了通过柱塞传递到缸体上的力及其力矩；由于配流副减少了一部分液压倾覆力矩、滑靴副的摩擦力矩和柱塞组的离心力矩等，则配流副总倾覆力矩及其变化幅度均有减小，且很容易掌控和平衡。因此，配流副的压紧系数必须大幅度地减小，以延长配流副的寿命。

有意者，请与我联系，共创辉煌。

lygbeyondgod

感觉你说的很不错，很有创新

canmao6304

这是本人的愚见，仅供大家分享。

hyc

先对楼主的创新精神致敬！
但把柱塞泵寿命和可靠性差的主要原因归结到配流副压紧系数不当，恐怕与实际情况出入比较大哦~
按照正常的研发流程，如果配流副压紧系数设计很不合理，这个BUG会很快暴露，产品通过型式试验的可能性极小，产品基本上没有机会形成量产，还谈不上可靠性的问题。
据我所知，量产柱塞泵配流副的使用寿命，主要影响因素可能还是油液清洁度和摩擦副材料热处理的匹配性。压紧系数影响当然很大，但如前所述，压紧系数如果严重不合理，产品很难有机会流到市场上。而在合理范围内减小压紧系数，内泄量上升明显，但对寿命提升恐怕很难看到效果。
设计柱塞泵配流副结构参数时，常常需要协调剩余压紧力、剩余压紧力矩、密封环带宽度（球面配流还涉及到球面直径）等参数之间的矛盾，有时候可能很难将压紧系数调到期望的数值，需要综合权衡。
另，楼主可否简单介绍下你的“无磨减漏柱塞副”？如果是专利技术，建议上传专利原文；如果是保密工艺，至少需要告诉别人解决了什么问题。不然，恐怕很难让人对你的课题产生兴趣。

canmao6304

首先，谢谢你的关注。
其次，在采用了无磨减漏柱塞副条件下，配流副的压紧系数才敢大幅降低。
第三，所谓无磨减漏柱塞副（这是我自己给取的名字），就是柱塞泵工作时，其柱塞副没有机械摩擦，当然就没有磨损了。而且，柱塞副的泄漏量始终保持最小。此外，无磨减漏柱塞副绝不会通过柱塞、把诸如柱塞组的离心力、滑靴副的摩擦力以及斜盘的反力等等传递给缸体，而产生或干扰倾覆力矩的大小和变化幅度。这样，配流副的压紧系数就可以大幅地减小了。

canmao6304

        柱塞泵的主要故障及其发生的原因
1、        主要故障是配流副的磨损、拉伤、泄漏等，配流副故障占柱塞泵故障的90%以上。所以，配流副是柱塞泵的最薄弱环节。因此，设法努力解决好配流副的问题，就能使柱塞泵的寿命及其可靠性大幅提高。
2、        主要原因首先由于柱塞副、滑靴副的扰动，使配流副受力分析与平衡非常复杂，导致其受力平衡太差，这样一来，配流副的剩余压紧力及其楔形间隙变化幅度过大(泄漏增加)，油膜遭到破坏所致；其次，介质污染，但这属于不正常使用导致的故障现象；
3、        必须指出：虽然，配流副是柱塞泵故障的高发区，但是，病根却害在柱塞副上¬——即柱塞副给配流副传递来了变化多端的扰动。我们的目标是设法努力减小配流副的压紧系数 ，使配流副材料具有更大的安全边界。所谓“头疼医头，脚疼医脚”在此也属于片面的认识，是行不通的。

hyc

在柱塞泵的失效案例中，配流副磨损是常见的，但多数是其他故障引发的次生故障，除去新产品试验，我确实没遇到过故障源头为压紧系数不当造成的配流副失效。
不过这个不重要，可以不再讨论。。。我感兴趣的是楼主所说的”无摩擦柱塞副“~
请先确认我们讨论的主角都是轴向柱塞泵吗？不会是各说各的吧
如果确定是轴向柱塞泵，再进一步，是斜盘式还是斜轴式？还是介于两者之间的结构？
因为传动形式的特殊性，斜轴泵的柱塞所受侧向力本来就很小，摩擦力自然也很小，减不减无所谓，这个就不讨论了。
如果是斜盘式，柱塞要承受很大的侧向力，单纯在柱塞上创新恐怕无法消除侧向力吧？不能消除侧向力自然也无法消除摩擦力啊（通过结构和材料改进适当降低摩擦系数倒是可以）。
我的理解，要想消除斜盘泵柱塞的侧向力，恐怕不能只靠在柱塞上创新，得彻底改变传动形式才行。不知楼主所说的技术是不是在传动形式上有别于常规产品？
我知道国内先后有两家各申请了一种新结构的柱塞泵专利（两专利的第一发明人我都认识），有类似之处，都采用万向传动，消除柱塞侧向力。但是这种结构也存在显著缺陷。一是狭小空间内万向铰很难布置，承载能力低；二是虽然消除柱塞侧向力，却增加了万向铰故障隐患，可靠性不如常规产品；三是成本升高。
据我所知，目前这两个专利只是做过试制，没有实际应用。
总之，我还是不理解楼主的创新技术具体何物。如果出于保密原因不便解释，也不强求。

canmao6304

你说的我知道。为07年我在北京时设计的特殊用途的柱塞泵，此事我只给一个人讲过，他就申请了万向节专利。不过，此泵的利弊我很清楚的。
现在的无磨减漏柱塞副，是一种用途十分广泛的技术，不但用于柱塞类液压件，还用于发动机冲程，大型重型机械的滑枕等等，能大幅地提高产品的寿命及其可靠性。Rexroth液压件就是这么做的，并为其核心技术专利。

cqzyouxiang

泵的转速一般大致在600-3500r/min，压紧系数如何兼顾高低速油膜的稳定性，设计者是如何考虑的？现在我的动力转速就是800r/min，不要说增速，长期这样如何？

hyc

canmao6304 发表于 2016-6-15 10:25
你说的我知道。为07年我在北京时设计的特殊用途的柱塞泵，此事我只给一个人讲过，他就申请了万向节专利。不 ...

仍然不知所言何物{:9_228:}
如果是力士乐的成熟技术，而且已经在斜盘式柱塞泵上全面应用的话，应该不存在无摩擦的柱塞副。这是传动形式决定的，不是局部专利技术可以解决的问题。力士乐量产的所有斜盘泵，包括A4V、A10V、A11V等等系列产品，柱塞都要受很大的径向力（轴向液压力的30%附近，视斜盘角度），有径向力就一定有摩擦力。通过减磨材料的应用，以及油膜的优化，可以降低摩擦系数，但不可能消除摩擦。
正因为柱塞径向力的存在，同等条件下，斜轴泵总效率通常会略大于斜盘泵（行业标准里，斜轴泵的最低效率指标也高于斜盘泵）。这对国产泵适用，对力士乐也适用。
事实上，力士乐生产的斜轴式柱塞泵，还是因为传动形式的局限，也没有完全消除柱塞径向力，只不过很小可忽略罢了。