液壓作動器的密封磨粒磨損及壽命預測若干問題研究.pdf

1、液壓伺服作動器是飛機飛控系統(tǒng)的重要組成部分,它的可靠性影響著飛機飛行姿態(tài)的靈敏性和準確性。液壓作動器長期在高溫高壓的連續(xù)工作環(huán)境下,它的密封性能影響著正常工作。密封失效引起漏油會降低液壓系統(tǒng)的工作效率,更可能危及到整個飛機的安全。在作動器的工作環(huán)境中,空氣中不免漂浮著固體顆粒,同時其他摩擦副的磨損也會形成磨屑,這些磨?？赡軙M入密封圈和活塞桿之間的移動副引發(fā)磨粒磨損,這種磨損是不可忽視的。本文將以某飛機液壓伺服作動器的密封圈-活塞桿移動

2、副為研究對象,對密封性能和壽命預測進行研究。
　　首先,以Hertz接觸模型為理論基礎,建立密封結構磨損模型。將磨粒磨損分為兩個階段,即由三體磨粒磨損向二體磨粒磨損的過度,分別對兩個磨損階段建立理論模型。根據(jù)斜碰撞理論和Hertz阻尼接觸理論,建立三體磨粒磨損模型。再參考磨粒犁削摩擦理論建立二體磨粒磨損模型和含油膜的磨粒磨損模型。
　　其次,綜合考慮橡膠材料的特性,利用有限元軟件ANSYS建立密封圈和活塞桿之間的磨粒磨損的有

3、限元模型,然后對作動器密封結構磨粒磨損的兩個階段分別做有限元分析,研究磨粒磨損發(fā)生的因素和影響關系。通過分析三體磨損發(fā)生與磨粒直徑負相關,和運動速度正相關,得到發(fā)生三體磨粒磨損的臨界條件,提出了判斷三體磨粒磨損發(fā)生的方法。二體磨損的分析中得到了預測壽命中的最重要因素——接觸應力,并分析證明理論模型中二體磨粒磨損的影響因素。
　　然后,用G-W統(tǒng)計模型將微觀的磨粒接觸應力轉(zhuǎn)化為宏觀的活塞桿表面受到的壓應力,提出了磨粒磨損引發(fā)的額外應

4、力的統(tǒng)計學計算方法。根據(jù)組合磨損計算方法,以磨損量為研究對象,提出預測密封結構磨粒磨損的壽命的方法。
　　最后動力學仿真軟件ADAMS建立了作動器的整體樣機,模擬了磨粒磨損引發(fā)的額外接觸應力下作動器的工作情況,分析了磨粒磨損在宏觀上對磨損壽命的影響。并驗證了微觀磨粒接觸的理論。
　　本文從理論模型,微觀應力和宏觀應力三方面研究磨粒磨損帶來的額外接觸應力對密封性的影響,并提出了在作動器下密封結構的壽命預測方法和磨粒磨損的判定條