本文關(guān)鍵詞：高背壓多功能海水液壓摩擦磨損試驗臺研發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地球是一顆藍(lán)色的星球，其71%的面積由海洋覆蓋并且蘊含著巨大的自然資源，合理有效地開發(fā)與利用海洋資源是解決當(dāng)今社會面臨的人口爆炸、資源匱乏、經(jīng)濟衰退的最主要的路徑；發(fā)展海洋軍事，加強海防建設(shè)也是各國的首要任務(wù)，然而由于海水特殊的理化特性以及復(fù)雜多變的海洋環(huán)境，開發(fā)海洋急需高效、穩(wěn)定、耐久的海洋設(shè)備以及成熟的海洋工程理論為前提。 （海）水液壓傳動技術(shù)就是使用（海）水代替?zhèn)鹘y(tǒng)礦物液壓油作為介質(zhì)的液壓傳動技術(shù)，已經(jīng)成為流體傳動領(lǐng)域中最具有發(fā)展?jié)摿Φ膫鲃蛹夹g(shù)，在海洋軍事與海洋資源開發(fā)中的應(yīng)用價值極其重要。作為海水液壓傳動系統(tǒng)的核心動力與執(zhí)行元部件，軸向海水柱塞泵與馬達的性能與壽命直接決定了海水液壓傳動系統(tǒng)能否正常運行工作，而在柱塞泵、馬達中，關(guān)鍵摩擦副：柱塞/缸體孔、滑靴/斜盤、配流盤/缸體與海水潤滑性環(huán)境下的滑動軸承是其設(shè)計的關(guān)鍵與難點，加之海水液壓元件摩擦副的摩擦磨損理論與材料發(fā)展尚未成熟，所以在實驗室中模擬這三對關(guān)鍵摩擦副與海水滑動軸承的實際工況，探究它們的摩擦機理與材料的最優(yōu)配對，對海水液壓泵的設(shè)計與材料選擇具有十分重要的理論及實際價值。 本文針對深海(2000米以淺)實際環(huán)境環(huán)境，提出研發(fā)高背壓(20MPa以內(nèi))多功能海水液壓摩擦磨損試驗臺。陳述了軸向斜盤式柱塞泵中的柱塞/缸體孔、滑靴/斜盤以及滑動軸承的結(jié)構(gòu)模擬的設(shè)計以及如何實現(xiàn)動缸式閥配流的方案；對摩擦副構(gòu)件進行相關(guān)的設(shè)計計算與力學(xué)分析；針對試驗臺結(jié)構(gòu)采用了閥配流方案，，并設(shè)計了平板式配流閥，然后對其參數(shù)進行了設(shè)計計算，并通過AMESim軟件對單柱塞閥配流系統(tǒng)進行了建模與仿真，得到配流閥基本能夠滿足配流性能；設(shè)計了承壓20MPa的快開門式海水高壓艙，使用Pro/E軟件對其進行了受力分析，驗證了高壓艙的設(shè)計滿足要求；對試驗臺壓力控制系統(tǒng)：柱塞出口壓力控制系統(tǒng)、滑動軸承壓力加載控制系統(tǒng)進行了設(shè)計與介紹；最后以柱塞副數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為例，闡述了對摩擦副水膜厚度、水膜溫度以及水膜壓力數(shù)據(jù)采集的方案的設(shè)計、傳感器的選型、安裝、密封與走線方式，其中集流環(huán)的應(yīng)用實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)運動部件上的傳感器的信號傳輸問題。 最終高背壓多功能海水液壓摩擦磨損試驗臺的研制，為試驗研究海水液壓元件的摩擦機理與海水配流閥的試驗研究提供了有效的實驗裝備與平臺，也為海水液壓元件在設(shè)計時如何選取最優(yōu)的材料配對提供了試驗依據(jù)，總之，該試驗臺的研發(fā)為海水液壓元件的優(yōu)化設(shè)計與材料匹配奠定了實驗基礎(chǔ)，有力地促進了海水液壓傳動技術(shù)理論的成熟與發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：海水液壓 柱塞泵 摩擦副 滑動軸承 試驗臺
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 課題的來源和目的12
• 1.2 （海）水液壓傳動技術(shù)的優(yōu)點與研究概況12-17
• 1.2.1 （海）水液壓傳動技術(shù)的優(yōu)點12-15
• 1.2.2 海水液壓傳動技術(shù)的研究概況15-17
• 1.3 深海海水液壓摩擦磨損試驗臺的研究概況與意義17-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 2 試驗臺的結(jié)構(gòu)及元件設(shè)計20-45
• 2.1 深海海水摩擦磨損試驗臺的技術(shù)要求20-21
• 2.1.1 總體功能要求20
• 2.1.2 主要技術(shù)要求20
• 2.1.3 實現(xiàn)內(nèi)容20-21
• 2.1.4 數(shù)據(jù)采集內(nèi)容21
• 2.2 試驗臺方案選擇21-23
• 2.3 實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計23-32
• 2.3.1 試驗臺的結(jié)構(gòu)原理23-24
• 2.3.2 柱塞/缸體孔摩擦副結(jié)構(gòu)設(shè)計24-28
• 2.3.3 滑靴/斜盤摩擦副的設(shè)計28-29
• 2.3.4 柱塞/滑靴副的結(jié)構(gòu)設(shè)計（以柱塞直徑為 45mm 為例）29-32
• 2.4 閥配流方案與元件設(shè)計32-35
• 2.4.1 閥配流實驗方案設(shè)計32-33
• 2.4.2 海水配流閥的設(shè)計33-35
• 2.4.3 彈簧參數(shù)的計算35
• 2.5 滑動軸承模擬結(jié)構(gòu)設(shè)計35-37
• 2.6 高壓艙的結(jié)構(gòu)設(shè)計與受力分析37-41
• 2.6.1 高壓艙壁厚設(shè)計與計算37-38
• 2.6.2 法蘭螺栓的計算38-39
• 2.6.3 高壓艙模型受力分析39-41
• 2.7 主軸的設(shè)計與計算41-43
• 2.7.1 主軸的方案設(shè)計41-42
• 2.7.2 主軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算與校核42-43
• 2.8 本章小結(jié)43-45
• 3 摩擦磨損試驗臺的設(shè)計45-51
• 3.1 試驗臺主體結(jié)構(gòu)45-47
• 3.2 支架部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計47-48
• 3.3 試驗臺電氣控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計48-49
• 3.4 試驗臺主要元件的材料選擇49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 壓力控制系統(tǒng)的設(shè)計51-60
• 4.0 壓力控制系統(tǒng)方案設(shè)計51-53
• 4.1 壓力系統(tǒng)的硬件集成與選擇53-54
• 4.2 壓力系統(tǒng)的 AMESim 仿真54-59
• 4.2.1 單柱塞閥配流的模型建立54-55
• 4.2.2 參數(shù)設(shè)置55-57
• 4.2.3 運行與結(jié)果57-58
• 4.2.4 總結(jié)與討論58-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計60-72
• 5.1 引言60
• 5.2 測量參數(shù)的選擇60-61
• 5.3 摩擦副的數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計（以柱塞副為例）61-69
• 5.3.1 柱塞/缸體孔摩擦副水膜壓力的數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計61-66
• 5.3.2 柱塞/缸體孔摩擦副水膜溫度的數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計66-67
• 5.3.3 柱塞/缸體孔摩擦副水膜厚度的數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計67-69
• 5.4 測試系統(tǒng)的硬件選擇69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 個人簡歷79
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80

【參考文獻】

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本文編號：390171