具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副的制作方法
【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滑靴摩擦副，其主要是：在斜盤上設(shè)有通孔單元體，這些通孔單元體規(guī)則設(shè)置在斜盤上，在斜盤摩擦面的反面，通孔單元體均設(shè)在規(guī)則設(shè)置的內(nèi)凹的水槽內(nèi)，并且這些水槽相互連通。最好與上述斜盤配合的滑靴摩擦表面規(guī)則設(shè)置凹坑單元體。本發(fā)明能合理地、高性價(jià)比地改善柱塞泵滑靴摩擦副在海水潤滑的環(huán)境里，在高速、重載的條件下滑靴摩擦副的潤滑能力、承載特性、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滑靴摩擦副
[0001]所屬領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種高壓海水軸向柱塞泵，尤其涉及一種滑靴/斜盤摩擦副。
【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。滑靴/斜盤組成的滑靴摩擦副是高壓海水軸向柱塞泵中的關(guān)鍵摩擦副之一。斜盤為一設(shè)中心通孔的圓盤，其外周面為截錐面，中心通孔的直徑分3段，中段直徑小于兩端的直徑，且兩端直徑相等。斜盤大直徑一側(cè)即斜盤摩擦表面一側(cè)與滑靴摩擦表面相對(duì)，該滑靴摩擦表面位于滑靴圓盤部分一端，該圓盤部分的另一端與圓柱部分連為一體且同軸，上述圓盤部分與圓柱部分構(gòu)成滑靴?；ツΣ粮庇捎诠ぷ髟诤Ｋh(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。國內(nèi)外專家針對(duì)高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副存在的問題長期進(jìn)行著研究，但解決問題的思路是尋求滿足耐磨蝕、抗磨損和具有自潤滑性能的配對(duì)材料。由研究及工程實(shí)踐來看工程陶瓷、表面工程材料以及特種耐磨蝕合金較適合滑靴摩擦副的制造。以上方面的研究已經(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滑靴摩擦副的潤滑能力、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滑的環(huán)境里，在高速、重載的條件下滑靴摩擦副的潤滑能力、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滑靴摩擦副。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滑靴摩擦副摩擦表面加工成通孔單元體和凹坑單元體構(gòu)成的仿生非光滑表面。
[0005]本發(fā)明具體方案如下:本發(fā)明包括滑靴和斜盤組成的滑靴摩擦副，在該摩擦副的斜盤上設(shè)有若干通孔單元體，最好直徑為0.6-3.2mm，這些通孔單元體規(guī)則設(shè)置在斜盤上，構(gòu)成仿生非光滑表面形態(tài)，最好呈圓形陣列式分布即這些通孔單元體的軸線分布在從斜盤圓心到周邊的3-6個(gè)同心圓上,而且每個(gè)同心圓上的通孔單元體為18-28個(gè)周向均布。最好，通孔單元體徑向間距3-10mm。在斜盤摩擦面的反面，通孔單元體均設(shè)在規(guī)則設(shè)置的內(nèi)凹的水槽內(nèi)，最好水槽寬1-4_、深度0.3-1.2mm,最好水槽與通孔單元體的圓形陣列式分布相同，即這些水槽的中心線與通孔單元體的軸線構(gòu)成的同心圓面重合，并且這些水槽相互連通。與上述斜盤配合的滑靴可以是摩擦面為平面的滑靴，但最好滑靴摩擦表面規(guī)則(如均勻分布)設(shè)置若干凹坑單元體，構(gòu)成仿生非光滑表面形態(tài)。最好這些凹坑單元體也呈圓形陣列式分布，兩凹坑單元體中心距為3-10mm。上述凹坑單元體的形狀有多種，如圓柱形、圓錐形、半球形、球柱形、倒截錐形、碗型、倒半球形、半橢球形等，這些形狀可單獨(dú)使用，也可混合使用。最好這些凹坑單元體深度為0.01-3mm，其在摩擦表面上的開口面積為0.8_12mm2。
[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，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的滑靴摩擦副摩擦表面加工成非光滑表面，這些單元體會(huì)貯存?zhèn)鲗?dǎo)海水，在摩擦副工作過程中將海水會(huì)涂覆到摩擦表面，改善了潤滑條件；同時(shí)在這些單元體的局部會(huì)形成動(dòng)壓支撐，改善其承載特性；另外這些單元體會(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，達(dá)到減阻減磨的目的，提高摩擦副的耐磨性、延長摩擦副的使用壽命。采用合適的潤滑是一種方便可行、效果明顯的減阻減磨方法。
[0008]2、本發(fā)明未增加零件，僅通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善了滑靴摩擦副的性能，具有結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)還具有個(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)律的非光滑表面，從而獲得優(yōu)異的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明滑靴摩擦副立體組裝示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明斜盤的徑向剖面示意圖；
[0011]圖3是圖2的A向視圖；
[0012]圖4是圖2的B向視圖；
[0013]圖5是本發(fā)明滑靴的側(cè)視示意圖；
[0014]圖6是圖5的C向視圖；
[0015]圖7是本發(fā)明圓柱形凹坑單元體的剖面視圖；
[0016]圖8是本發(fā)明錐形凹坑單元體的剖面視圖；
[0017]圖9是本發(fā)明半球形凹坑單元體的剖面視圖；
[0018]圖10是本發(fā)明球柱形凹坑單元體的剖面視圖；
[0019]圖11是本發(fā)明倒截錐形凹坑單元體的剖面視圖；
[0020]圖12是本發(fā)明碗形凹坑單元體的剖面視圖；
[0021]圖13是本發(fā)明倒半球形凹坑單元體的剖面視圖；
[0022]圖14是本發(fā)明半橢球形凹坑單元體的剖面視圖。
[0023]圖中:1.斜盤，2.滑靴，3.水槽，4.通孔單元體，5.凹坑單元
[0024]體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在圖1、圖2、圖3和圖4所示的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副的示意圖中，在斜盤上設(shè)有144個(gè)通孔單元體,直徑為1.2mm,這些通孔單元體規(guī)則設(shè)置在斜盤上，呈圓形陣列式分布即這些通孔單元體的軸線分布在從斜盤圓心到周邊的6個(gè)同心圓上,這6個(gè)圓直徑依次為76mm, 88mm, 100mm, 112mm, 124mm, 136mm。并且每個(gè)同心圓上的通孔單元體為24個(gè)周向均布，在斜盤摩擦面的反面，通孔單元體均設(shè)在規(guī)則設(shè)置的內(nèi)凹的水槽內(nèi)，水槽寬2mm、深度1mm，水槽與通孔單元體的圓形陣列式分布相同，即這些水槽的中心線與通孔單元體的軸線構(gòu)成的同心圓面重合，并且這些水槽由8條放射狀徑向直水槽相互連通。與上述斜盤配合的滑靴摩擦表面規(guī)則設(shè)置36個(gè)凹坑單元體，如圖1、圖5和圖6所示，這些凹坑單元體也呈圓形陣列式分布即這些凹坑單元體的軸線分布在從滑靴圓心到周邊的3個(gè)同心圓,這3個(gè)圓直徑依次為10mm, 18mm, 26mm。并且每個(gè)同心圓上的凹坑單元體為12個(gè)周向均布。上述凹坑單元體的形狀有多種:圓柱形，如圖7所示；圓錐形，如圖8所示；半球形,如圖9所示；球柱形,如圖10所示；倒截錐形,如圖11所示；碗型,如圖12所示；倒半球形,如圖13所示；半橢球形,如圖14所示。這些凹坑單元體深度為0.6mm,開口面積為1.13mm2。
【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滑靴摩擦副，其包括滑靴和斜盤組成的滑靴摩擦副，其特征在于:在該斜盤上設(shè)有通孔單元體，這些通孔單元體規(guī)則設(shè)置在斜盤上，在斜盤摩擦面的反面，通孔單元體均設(shè)在規(guī)則設(shè)置的內(nèi)凹的水槽內(nèi)，并且這些水槽相互連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副，其特征在于:與上述斜盤配合的滑靴摩擦表面規(guī)則設(shè)置凹坑單元體。
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滑靴摩擦畐O，其特征在于:斜盤上的通孔單元體呈圓形陣列式分布即這些通孔單元體的軸線分布在從斜盤圓心到周邊的3-6個(gè)同心圓上。
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滑靴摩擦副，其特征在于:每個(gè)同心圓上的通孔單元體為18-28個(gè)周向均布。
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滑靴摩擦副，其特征在于:通孔單元體直徑為0.6-3.2mm,通孔單元體徑向間距3_10mm。
6.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滑靴摩擦副，其特征在于:水槽與通孔單元體的圓形陣列式分布相同，即這些水槽的中心線與通孔單元體的軸線構(gòu)成的同心圓面重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副，其特征在于:水槽寬l_4mm、深度0.3-1.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副，其特征在于:凹坑單元體也呈圓形陣列式分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副，其特征在于:兩個(gè)凹坑單元體的中心距為3-10mm,凹坑單元體深為0.01_3mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有仿生非光滑表面的高壓海水軸向柱塞泵滑靴摩擦副，其特征在于:凹坑單元體在摩擦表面上的開口面積為0.8-12mm2。
【文檔編號(hào)】F04B53/00GK103867428SQ201410060979
【公開日】2014年6月18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, 梁瑛娜, 趙建華, 王志強(qiáng) 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)