Q48：新型静压支撑摩擦副设计在浮杯泵上的应用

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前沿

FPMC2020 告视频

Experimental Investigation of a new Hydrostatic Bearing

视频时长15min

FPMC2020 告节选

缸体和配流盘的接触是在密封区中实现的。这些首先需要避免从缸体到泵壳的大量泄漏。但是，它们也需要用于创建压力场以平衡缸体负载。除了离心力和摩擦力之外，最主要的力是由缸体中的压力产生的。这个压力场的轴向力需要通过另一个静压支撑力来补偿，否则缸体将无法旋转。这种静压支撑力的一部分来自缸体端面。但是密封区也会产生相当大的静压支撑力。它们可能很窄，但它们很长，并且对平衡所有缸体的力有至关重要的影响。问题是我们不知道密封区的压降是什么样的。当间隙高度恒定且油的粘度不变时，它可以是线性的。但实际上，油在从缸体到泵壳的过程中会升温，因此油的粘度远非恒定。此外，压降也会影响粘度，从而影响压力分布。然后我们缸体的弹性变形，包括缸体密封区，以及热变形。因此，缸体和配流盘的密封区域不会平行。此外，生产公差和磨损也会影响间隙轮廓的形状。因此，间隙中的压力场会变成凸面，如图所示。但是压力曲线也可能变成凹面，在这种情况下，缸体会被很大的力推到配流盘上。在高运行速度下，流体动力效应将再次提升缸体并形成油膜，但在低转速下，这些效应将消失，摩擦将增加。

有一个解决方案，我们将其应用于或浮杯泵中。在这里你可以看到一个非常普通的配流盘和一个浮杯泵的缸体。缸体底部的闪亮表面是我们设计并应用在该泵中的新密封面或轴承。让我们仔细看看这个设计。在这里，您会看到一个缸体口被密封区包围的图片。在外径上，我们有一个密封带，就像在传统设计中一样，但我们将内部密封带分成两个区域，由一个我们称为口袋的凹进区域隔开。最重要的设计特征是一个小凹槽，它将缸体端口连接到口袋。需要该凹槽来在口袋中产生一个取决于间隙高度的压力。我们知道凹槽需要很小。在此设计中，宽度约为 150 微米，深度约为 70 微米。

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