具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副的制作方法
【專利摘要】一種具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副,其主要是:該摩擦副的配流盤及缸體的摩擦表面兩者之一或兩者兼設(shè)有若干凹坑單元體,構(gòu)成仿生非光滑表面形態(tài),即該摩擦副具有非光滑表面形態(tài)的表面可以是單獨(dú)的配流盤摩擦表面,也可以是單獨(dú)的缸體摩擦表面,還可以是配流盤摩擦表面和缸體摩擦表面兩個(gè)表面。本發(fā)明能合理地、高性價(jià)比地改善高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副潤(rùn)滑能力、承載特性及摩擦磨損性能。
【專利說明】具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副
[0001]所屬領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種高壓海水軸向柱塞泵,尤其涉及一種新型的配流盤/缸體摩擦副。
【背景技術(shù)】
[0003]高壓海水軸向柱塞泵是以海水為介質(zhì)的海水液壓傳動(dòng)及反滲透海水淡化等系統(tǒng)的核心動(dòng)力元件。配流盤/缸體組成的配流摩擦副是高壓海水軸向柱塞泵中的關(guān)鍵摩擦副之一。配流盤為有中心通孔的圓盤,在中心通孔與外周面之間的摩擦面上設(shè)有與中心通孔同軸的環(huán)形凹槽,該環(huán)形凹槽與中心通孔之間設(shè)有兩個(gè)半圓形通孔;與配流盤摩擦面對(duì)應(yīng)的缸體摩擦面設(shè)在圓柱形缸體的一端,缸體摩擦面的中心通孔與配流盤的中心通孔相對(duì)應(yīng),在缸體中心通孔與外周面之間的摩擦面上也設(shè)有與中心通孔同軸的環(huán)形凹槽,該環(huán)形凹槽與配流盤上的環(huán)形凹槽相對(duì)應(yīng)。在缸體環(huán)形凹槽與與中心通孔之間間斷地設(shè)有六個(gè)均布的弧形通孔,它們與配流盤上的兩個(gè)半圓形通孔相對(duì)應(yīng)。在缸體環(huán)形槽外的摩擦面上設(shè)有均布的六個(gè)徑向開口槽。配流摩擦副由于工作在海水環(huán)境中,加之高速、重載,因而極易腐蝕、磨損,進(jìn)而導(dǎo)致失效,嚴(yán)重影響高壓海水柱塞泵的正常使用及使用壽命。國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家針對(duì)高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副存在的問題一直進(jìn)行著研究,但解決問題的思路是尋求滿足耐磨蝕、抗磨損和具有自潤(rùn)滑性能的配對(duì)材料。由研究及工程實(shí)踐來看工程塑料、工程陶瓷、表面工程材料以及特種耐磨蝕合金比較適合配流摩擦副的制造。以上研究已經(jīng)相對(duì)完善,但是如何進(jìn)一步提高高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副的潤(rùn)滑能力、承載特性、摩擦磨損性能和壽命,還是尚待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能改善在海水潤(rùn)滑的環(huán)境里,在高速、重載的條件下配流摩擦副的潤(rùn)滑能力、承載特性、摩擦磨損性能的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副。本發(fā)明主要是根據(jù)仿生非光滑表面效應(yīng),將高壓海水軸向柱塞泵的配流摩擦副摩擦表面加工成具有一定形態(tài)的凹坑單元體形成的非光滑表面。
[0005]本發(fā)明的具體方案如下:本發(fā)明包括配流盤和缸體組成的配流摩擦副。該摩擦副的配流盤及缸體的摩擦表面兩者之一或兩者兼設(shè)有若干凹坑單元體,構(gòu)成仿生非光滑表面形態(tài),即該摩擦副具有非光滑表面形態(tài)的表面可以是單獨(dú)的配流盤摩擦表面,也可以是單獨(dú)的缸體摩擦表面,還可以是配流盤摩擦表面和缸體摩擦表面兩個(gè)表面。最好凹坑單元體深0.01-3mm。配流盤和缸體的摩擦表面上凹坑單元體的開口面積為0.8_12mm2。上述凹坑單元體均勻規(guī)律地排布,分布規(guī)律形式,可以是均勻分布、放射狀分布、同心圓狀分布、網(wǎng)格狀分布等形式。上述凹坑單元體的形狀有多種,為圓柱形、圓錐形、半球形、球柱形、倒截錐形、帶倒角圓柱形、碗型、倒半球形或半橢球形中的一種或多種,即這些形式可以單獨(dú)使用或者混合使用。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):[0007]1、研究自然界大量生物,如山地與沙漠地帶的蜥蜴、蛇類,土壤中的蚯蚓,海中的貝類和鯊魚,植物竹子等,發(fā)現(xiàn)這些生物普遍具有優(yōu)良的脫附、減阻和耐磨的功能,而這些功能與其體表非光滑表面形態(tài)有關(guān)。本發(fā)明根據(jù)仿生非光滑表面效應(yīng),將高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副摩擦表面加工成具有一定形態(tài)的非光滑表面,這些凹坑單元體會(huì)貯存部分海水,在工作過程中凹坑中的海水會(huì)涂覆到摩擦表面,改善了潤(rùn)滑條件;同時(shí)在凹坑單元體處會(huì)形成局部動(dòng)壓支撐,改善其承載特性;另外這些凹坑單元體會(huì)儲(chǔ)存海水介質(zhì)中的顆粒狀磨粒,防止這些磨粒被帶到摩擦表面,改善了摩擦學(xué)性能。這樣可以大大改善摩擦副摩擦面之間的潤(rùn)滑條件,從而達(dá)到減阻減磨的目的,提高摩擦副的耐磨性、延長(zhǎng)摩擦副的使用壽命O
[0008]2、本發(fā)明未增加任何零件,僅通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善了配流摩擦副的性能,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,成本低廉,性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。另外該技術(shù)具有個(gè)性化強(qiáng)的特點(diǎn),可以針對(duì)不同工作要求,選用不同單元體形態(tài)、尺寸、分布規(guī)律的仿生非光滑表面,從而獲得優(yōu)異的性倉(cāng)泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明配流摩擦副主視剖面示意圖;
[0010]圖2是本發(fā)明配流摩擦副配流盤立體示意圖;
[0011]圖3是本發(fā)明配流摩擦副缸體立體示意圖;
[0012]圖4是本發(fā)明圓柱形凹坑單元體的剖面圖;
[0013]圖5是本發(fā)明圓錐形凹坑單元體的剖面圖;
[0014]圖6是本發(fā)明半球形凹坑單元體的剖面圖;
[0015]圖7是本發(fā)明球柱形凹坑單元體的剖面圖;
[0016]圖8是本發(fā)明倒截錐形凹坑單元體的剖面圖;
[0017]圖9是本發(fā)明帶倒角圓柱形凹坑單元體的剖面圖;
[0018]圖10是本發(fā)明碗形凹坑單元體的剖面圖;
[0019]圖11是本發(fā)明倒半球形凹坑單元體的剖面圖;
[0020]圖12是本發(fā)明半橢球形凹坑單元體的剖面圖。
[0021]圖中:1.配流盤,2.缸體,3.凹坑單元體。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖1、圖2和圖3所示的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副的示意圖中,本發(fā)明包括配流盤和缸體組成的配流摩擦副。該摩擦副的配流盤及缸體的摩擦表面兩者兼設(shè)有若干凹坑單元體,構(gòu)成仿生非光滑表面形態(tài),即該摩擦副具有非光滑表面形態(tài)的表面是配流盤摩擦表面和缸體摩擦表面兩個(gè)表面,凹坑單元體深0.6_,其在配流盤和缸體兩者的摩擦表面上的開口面積為1.13mm2。上述凹坑單元體均勻規(guī)律的排布,分布規(guī)律形式是同心圓狀分布。上述凹坑單元體的形狀有多種:圓柱形,如圖4所示;圓錐形,如圖5所示;半球形,如圖6所示;球柱形,如圖7所示;倒截錐形,如圖8所示;帶倒角圓柱形,如圖9所示;碗型,如圖10所示;倒半球形,如圖11所示;半橢球形,如圖12所示。
【權(quán)利要求】
1.一種具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副,其包括配流盤和缸體組成的配流摩擦副,其特征在于:該摩擦副的配流盤及缸體的摩擦表面兩者之一設(shè)有凹坑單元體。
2.一種具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副,其包括配流盤和缸體組成的配流摩擦副,其特征在于:該摩擦副的配流盤及缸體的摩擦表面兩者兼設(shè)有凹坑單元體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦畐Ij,其特征在于:凹坑單元體深0.01-3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副,其特征在于:配流盤和缸體的摩擦表面上的凹坑單元體的開口面積為0.8-12mm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦副,其特征在于:凹坑單元體均勻規(guī)律排布,分布規(guī)律形式是均勻分布、放射狀分布、同心圓狀分布或網(wǎng)格狀分布形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵配流摩擦畐O,其特征在于:凹坑單元體的形狀為圓柱形、圓錐形、半球形、球柱形、倒截錐形、帶倒角圓柱形、碗型、倒半球形或半橢球形中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】F04B53/00GK103850922SQ201410060583
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】高殿榮, 毋少峰, 王志強(qiáng), 梁瑛娜, 趙建華 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)