具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副的制作方法
【专利摘要】一种具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副，其主要是：该摩擦副的配流盘及缸体的摩擦表面两者之一或两者兼设有若干凹坑单元体，构成仿生非光滑表面形态，即该摩擦副具有非光滑表面形态的表面可以是单独的配流盘摩擦表面，也可以是单独的缸体摩擦表面，还可以是配流盘摩擦表面和缸体摩擦表面两个表面。本发明能合理地、高性价比地改善高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副润滑能力、承载特性及摩擦磨损性能。
【专利说明】具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副
[0001]所属领域
[0002]本发明涉及一种高压海水轴向柱塞泵，尤其涉及一种新型的配流盘/缸体摩擦副。
【背景技术】
[0003]高压海水轴向柱塞泵是以海水为介质的海水液压传动及反渗透海水淡化等系统的核心动力元件。配流盘/缸体组成的配流摩擦副是高压海水轴向柱塞泵中的关键摩擦副之一。配流盘为有中心通孔的圆盘，在中心通孔与外周面之间的摩擦面上设有与中心通孔同轴的环形凹槽，该环形凹槽与中心通孔之间设有两个半圆形通孔；与配流盘摩擦面对应的缸体摩擦面设在圆柱形缸体的一端，缸体摩擦面的中心通孔与配流盘的中心通孔相对应，在缸体中心通孔与外周面之间的摩擦面上也设有与中心通孔同轴的环形凹槽，该环形凹槽与配流盘上的环形凹槽相对应。在缸体环形凹槽与与中心通孔之间间断地设有六个均布的弧形通孔，它们与配流盘上的两个半圆形通孔相对应。在缸体环形槽外的摩擦面上设有均布的六个径向开口槽。配流摩擦副由于工作在海水环境中，加之高速、重载，因而极易腐蚀、磨损，进而导致失效，严重影响高压海水柱塞泵的正常使用及使用寿命。国内外相关领域的专家针对高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副存在的问题一直进行着研究，但解决问题的思路是寻求满足耐磨蚀、抗磨损和具有自润滑性能的配对材料。由研究及工程实践来看工程塑料、工程陶瓷、表面工程材料以及特种耐磨蚀合金比较适合配流摩擦副的制造。以上研究已经相对完善，但是如何进一步提高高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副的润滑能力、承载特性、摩擦磨损性能和寿命，还是尚待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能改善在海水润滑的环境里，在高速、重载的条件下配流摩擦副的润滑能力、承载特性、摩擦磨损性能的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副。本发明主要是根据仿生非光滑表面效应，将高压海水轴向柱塞泵的配流摩擦副摩擦表面加工成具有一定形态的凹坑单元体形成的非光滑表面。
[0005]本发明的具体方案如下:本发明包括配流盘和缸体组成的配流摩擦副。该摩擦副的配流盘及缸体的摩擦表面两者之一或两者兼设有若干凹坑单元体，构成仿生非光滑表面形态，即该摩擦副具有非光滑表面形态的表面可以是单独的配流盘摩擦表面，也可以是单独的缸体摩擦表面，还可以是配流盘摩擦表面和缸体摩擦表面两个表面。最好凹坑单元体深0.01-3mm。配流盘和缸体的摩擦表面上凹坑单元体的开口面积为0.8_12mm2。上述凹坑单元体均匀规律地排布，分布规律形式，可以是均匀分布、放射状分布、同心圆状分布、网格状分布等形式。上述凹坑单元体的形状有多种，为圆柱形、圆锥形、半球形、球柱形、倒截锥形、带倒角圆柱形、碗型、倒半球形或半椭球形中的一种或多种，即这些形式可以单独使用或者混合使用。
[0006]本发明与现有技术相比具有如下优点:[0007]1、研究自然界大量生物，如山地与沙漠地带的蜥蜴、蛇类，土壤中的蚯蚓，海中的贝类和鲨鱼，植物竹子等，发现这些生物普遍具有优良的脱附、减阻和耐磨的功能，而这些功能与其体表非光滑表面形态有关。本发明根据仿生非光滑表面效应，将高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副摩擦表面加工成具有一定形态的非光滑表面，这些凹坑单元体会贮存部分海水，在工作过程中凹坑中的海水会涂覆到摩擦表面，改善了润滑条件；同时在凹坑单元体处会形成局部动压支撑，改善其承载特性；另外这些凹坑单元体会储存海水介质中的颗粒状磨粒，防止这些磨粒被带到摩擦表面，改善了摩擦学性能。这样可以大大改善摩擦副摩擦面之间的润滑条件，从而达到减阻减磨的目的，提高摩擦副的耐磨性、延长摩擦副的使用寿命O
[0008]2、本发明未增加任何零件，仅通过结构设计改善了配流摩擦副的性能，具有结构简单，性能可靠，成本低廉，性价比高等优点。另外该技术具有个性化强的特点，可以针对不同工作要求，选用不同单元体形态、尺寸、分布规律的仿生非光滑表面，从而获得优异的性倉泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明配流摩擦副主视剖面示意图；
[0010]图2是本发明配流摩擦副配流盘立体示意图；
[0011]图3是本发明配流摩擦副缸体立体示意图；
[0012]图4是本发明圆柱形凹坑单元体的剖面图；
[0013]图5是本发明圆锥形凹坑单元体的剖面图；
[0014]图6是本发明半球形凹坑单元体的剖面图；
[0015]图7是本发明球柱形凹坑单元体的剖面图；
[0016]图8是本发明倒截锥形凹坑单元体的剖面图；
[0017]图9是本发明带倒角圆柱形凹坑单元体的剖面图；
[0018]图10是本发明碗形凹坑单元体的剖面图；
[0019]图11是本发明倒半球形凹坑单元体的剖面图；
[0020]图12是本发明半椭球形凹坑单元体的剖面图。
[0021]图中:1.配流盘，2.缸体，3.凹坑单元体。
【具体实施方式】
[0022]在图1、图2和图3所示的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副的示意图中，本发明包括配流盘和缸体组成的配流摩擦副。该摩擦副的配流盘及缸体的摩擦表面两者兼设有若干凹坑单元体，构成仿生非光滑表面形态，即该摩擦副具有非光滑表面形态的表面是配流盘摩擦表面和缸体摩擦表面两个表面，凹坑单元体深0.6_，其在配流盘和缸体两者的摩擦表面上的开口面积为1.13mm2。上述凹坑单元体均匀规律的排布，分布规律形式是同心圆状分布。上述凹坑单元体的形状有多种:圆柱形，如图4所示；圆锥形，如图5所示；半球形，如图6所示；球柱形，如图7所示；倒截锥形，如图8所示；带倒角圆柱形，如图9所示；碗型,如图10所示；倒半球形,如图11所示；半椭球形，如图12所示。
【权利要求】
1.一种具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副，其包括配流盘和缸体组成的配流摩擦副，其特征在于:该摩擦副的配流盘及缸体的摩擦表面两者之一设有凹坑单元体。
2.一种具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副，其包括配流盘和缸体组成的配流摩擦副，其特征在于:该摩擦副的配流盘及缸体的摩擦表面两者兼设有凹坑单元体。
3.根据权利要求1或2所述的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦畐Ij，其特征在于:凹坑单元体深0.01-3mm。
4.根据权利要求3所述的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副，其特征在于:配流盘和缸体的摩擦表面上的凹坑单元体的开口面积为0.8-12mm2。
5.根据权利要求4所述的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦副，其特征在于:凹坑单元体均匀规律排布，分布规律形式是均匀分布、放射状分布、同心圆状分布或网格状分布形式。
6.根据权利要求1或2所述的具有仿生非光滑表面的高压海水轴向柱塞泵配流摩擦畐O，其特征在于:凹坑单元体的形状为圆柱形、圆锥形、半球形、球柱形、倒截锥形、带倒角圆柱形、碗型、倒半球形或半椭球形中的一种或多种。
【文档编号】F04B53/00GK103850922SQ201410060583
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】高殿荣, 毋少峰, 王志强, 梁瑛娜, 赵建华 申请人:燕山大学