纯水传动液压缸关键技术   东莞高埗登高车出租, 东莞高埗登高车, 东莞登高车出租

　　（１）水压缸中的摩擦学问题与传统液压油缸一样，液压缸完成能量转换、传动和控制等功能，运动副之间必然存在摩擦，这些摩擦中存在较高的ＰＶ值，如水压缸中的缸筒／活塞、导向套／活塞杆等。当缝隙中的水介质直接润滑时，由于水介质的粘度只是液压油的１／１２０--１／３０，此时摩擦状态为干摩擦或者边界摩擦，由于没有润滑剂在接触边界的润滑作用，活塞与缸筒将直接接触滑动，从而导致粘着磨损，对缸体造成严重的损坏；水具有腐蚀性，特别是海水介质中存在众多的微生物，且具有较强的化学及电化学腐蚀破坏，附在表面的微生物会生长繁殖，从而改变原来的表面形貌，磨损和腐蚀互相促进，从而形成严重的磨损腐蚀现象。此外，由于水膜厚度较低，水压缸中摩擦副对微生物及颗粒的敏感度比油介质中增加，水压中的磨粒磨损现象将会更严重；由于水的粘度低，在高压下快速流动的水流会对接触表面产生严重的冲击作用，从而引起表面形貌的材料破坏，当水流中存在小而松散的粒子时，冲刷现象将会更加严重，即发生严重的冲蚀磨损。因此，更加深入的掌握水压元件在不同摩擦工况下的摩擦学问题，研宂其摩擦特征及原理，在水介质有限的自润滑条件下，为水压元件中将会面临的腐蚀磨损、冲蚀磨损、磨粒磨损、粘着磨损等摩擦问题现象提供有效的解决措施，是否能研制出高质量高水准的水压缸和系统的关键Ｍ。

   （２）新型工程材料的选用水压元件的选材必须根据耐水腐蚀和水压元件中的摩擦问题来选择，其中首先考虑的是耐腐蚀性。新型工程材料（如工程陶瓷、工程塑料等）强度一般都很高，不仅耐磨性能和耐腐蚀性能优良，而且在少润滑或无润滑条件下具有良好的摩擦学性能，是水液压元件中关键摩擦副的理想材料。然而，工程陶瓷在室温下没有塑性变形，虽然抗压强度大，但抗拉、抗弯和冲击强度小，难加工；工程塑料高温下加工较长时间易分解，难以获得良好的表面加工质量，而且吸水，成型收缩。因此，有必要研究新工程材料在水润滑下的摩擦机理，结合新材料在水的条件下的优势和劣势，扬长邂短，合理设计活塞和缸筒等之间的摩擦副结构，进一步的研宄新型工程材料的结构设计、材料成型、加工工艺等。

  （３）水压缸流道过流特性水的粘度远低于液压油的粘度，因此，在相同的流道中流体流动的状态，油压缸中是层流状态，水压缸中很可能是湍流状态，因粘度不同表现出不同的过流特性，需要理论仿真与实验的结合来确定水压缸中各流道的水流特性，通过理论和实验研宄，我们必须掌握液压元件中各种流道不同的流动特性，确定相应的流速与流量系数等，为水压缸的研发设计提供真实可靠的理论与实验德依据。

  （４）水压缸的气蚀、水击现象的控制策略水的蒸汽压力比液压油高约１〇７倍，意味着发生汽化现象更容易，再加上溶在水中气泡的破坏作用，气蚀气穴现象将会严重。水的密度约为液压油的１．２倍，相同体积的流体惯性力更大。水的弹性模量约是液压油的１．５--２．４倍，压缩性较小、６刚性大。当流道中液体的速度及方向发生突变时，会瞬间产生较大的压力冲击，而且扩散衰减的速度较慢，从而引起剧烈的噪声与振动现象。因此，需要更加深入的研宄水压元件及系统中气蚀、水击的形成原因，完全认识其有害性，并采取行之有效的控制措施，避免气穴气蚀、水击振动现象的发生。

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   （５）水液压元件的污染机理、危害性及控制方法天然水中含有大量固体微小杂质，除沙粒之外，还有大量附着微生物体。混入系统的微小杂质，会产生严重的磨粒磨损、冲蚀摩擦磨损现象；元件内部的微生物长时间会变质，不仅会污染元件，还会引起元件的局部腐蚀，严重的话会阻碍部件的运动、截断流通等故障，造成系统及元件的突然无法正常运行。因此，正确认识水压系统中污染物的成分、污染的机理，并采取有效控制措施，水压液的正确使用、管理及污染控制，增强元件的抗污染能力，尽可能降低或消除污染物引起的失效，对增加水压元件及系统的使用寿命都有十分重要的价值。

   （６）水压系统的模拟仿真技术利用现代电子计算机仿真技术，对不同结构、不同材料组合、不同理论研宄方法的水压元件进行仿真技术分析，计算机仿真技术不仅易操作、使用灵活，而且价格低廉，具有很好的经济性。利用计算机仿真技术对预知实验系统特性，获得最佳系统设计方案，对提高系统性能及经济效益有着重要的意义。

       综上所述，水压传动缸的研究难点主要是耐腐蚀及低润滑材料的选用、摩擦问题的研宄，密封结构的设计、摩擦力、气蚀及水击控制、过流特性等方面。主要内容（１）国内外对纯水液压传动缸的研宄较少，广泛査阅国内外有关纯水传动液压缸的资料，归纳水压缸的主要研宄文和存在的技术难题，分析国内外水压缸的发展概况、存在的问题和发展趋势；（２）摩擦和泄漏的理论分析和研宄；（３）分析活塞与缸体及活塞杆和导向套间的泄漏缝隙，对理论泄漏量进行了相关计算，仿真结果得出最佳理论间隙值，然后用流体仿真软件对活塞副间隙流场进行仿真，并得出泄漏量的仿真值；将仿真值与计算值进行对比，发现其存在问题，验证仿真的合理性；（４）在原有水压测试实验台的基础上，增加水压缸的测试回路，利用７ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ软件进行三维阀体设计，并新增位移传感器及速度传感器用来检测水压缸的静态特性；（５）在实验室水压试验台上进行水压缸性能测试试验，包括试运转试验、耐压试验、泄露试验、行程的检验、启动压力特性试验等，并根据测量结果对水压缸的设计进行分析，根据试验结果分析存在的问题，并提出进一步的改进措施。

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