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軸向ATOS柱塞泵柱塞副與滑靴副動態(tài)潤滑特性
斜盤式軸向ATOS柱塞泵是當代液壓系統(tǒng)中非常重要的動力元件，廣泛應用于航空、航天、石油化工、工程機械等領(lǐng)域。柱塞副和滑靴副是ATOS柱塞泵中兩個關(guān)鍵的摩擦副，它們是ATOS柱塞泵功能實現(xiàn)的基本保障。隨著ATOS柱塞泵向著高速化、高壓化的趨勢發(fā)展，研究柱塞副和滑靴副的動態(tài)潤滑特性對提高泵的性能
和壽命具有十分重要的意義。

軸向ATOS柱塞泵柱塞副與滑靴副動態(tài)潤滑特性
機械采油法是國內(nèi)外油田zui主要的采油方式。對于中低產(chǎn)液量油井,ATOS柱塞泵舉升與螺桿泵舉升是目前zui應用廣泛的兩種機械采油法。ATOS柱塞泵舉升系統(tǒng)工作可靠,但是存在桿管偏磨嚴重以及系統(tǒng)效率低的問題;螺桿泵采油裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能效果好的優(yōu)點,但檢泵周期相對較短,特別是深井抽油工況下問題較多。因此研制結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、節(jié)能效果好的新型機械舉升系統(tǒng)具有重要的實際應用價值。主要展開以下幾個方面研究: 設計斜盤式軸向ATOS柱塞泵泵抽油系統(tǒng)。該系統(tǒng)由潛油電動機、減速器、螺旋凸輪換向機構(gòu)、ATOS柱塞泵、氣錨等組成。螺旋凸輪換向機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、換向可靠的優(yōu)點。建立新型油系統(tǒng)柱塞位移、速度、加速度、柱塞載荷、減速器輸出軸扭矩與潛油電機輸入功率的仿真模型,為抽油系統(tǒng)動力性能仿真和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化等提供了理論依據(jù)。利用包絡面理論建立換向機構(gòu)關(guān)鍵部件螺旋凸輪軸的廓面方程、壓力角和主曲率等參數(shù)的計算方法模型;建立螺旋凸輪換向機構(gòu)幾何參數(shù)優(yōu)化設計的數(shù)學模型。完成換向機構(gòu)和新型抽油系統(tǒng)的三維建模。優(yōu)化螺旋凸輪換向機構(gòu)的幾何參數(shù);仿真分析新型柱塞抽油系統(tǒng)柱塞位移、速度、加速度、柱塞載荷、減速器輸出軸扭矩與電機輸入功率等參數(shù)的變化規(guī)律。動態(tài)潤滑特性的研究需要充分考慮摩擦副內(nèi)的機液耦合關(guān)系，提出了一種動力學解耦方案，采用多領(lǐng)域聯(lián)合仿真將流體潤滑模型引入到動力計算中，對柱塞副和滑靴副的動態(tài)特性進行分析，為ATOS柱塞泵性能優(yōu)化和關(guān)鍵零件的壽命分析提供指導。推導柱塞副和滑靴副油膜的壓力控制方程，該模型考慮了油膜的擴散作用、動壓效應和擠壓效應。采用有限差分法數(shù)值求解壓力控制方程，得到摩擦副油膜的壓力場、泄漏量和摩擦力。為了便于與多體動力學計算之間連接，通過等效疊加的方式將油膜力轉(zhuǎn)換成一般力，建立柱塞、滑靴的空間姿態(tài)與油膜作用力之間的。為了滿足分析平臺通用性的要求，采用尺寸驅(qū)動的方式對Pro/E進行二次開發(fā)，建立斜盤式軸向ATOS柱塞泵的參數(shù)化建模系統(tǒng)，導出仿真所需要的圖形文件和質(zhì)量參數(shù)。利用C語言編寫柱塞副和滑靴副油膜潤滑模型的用戶子程序，搭建軸向ATOS柱塞泵的動力學仿真模型，既實現(xiàn)了潤滑模型與動力學模型之間的數(shù)據(jù)傳遞，又具有較高的求解效率。

軸向ATOS柱塞泵柱塞副與滑靴副動態(tài)潤滑特性
根據(jù)ATOS柱塞泵的動力學仿真模型，對柱塞副和滑靴副的動態(tài)潤滑特性進行分析，重點研究摩擦副內(nèi)的油膜厚度、壓力、摩擦力和泄漏量的變化趨勢及形成原因。通過設定多種仿真工況，分析負載壓力、斜盤傾角、主軸轉(zhuǎn)速對柱塞副和滑靴副主要性能指標的影響。