机床与液压

作者：何涛，顾云飞，方思源，刘龙，顾云龙

单位：安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室；安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学机电工程学院；安徽理工大学机电工程学院

关键词：卧式泵;表面织构;柱塞副;磨粒磨损;EDEM

基金：国家自然科学基金项目（52205041）；安徽省自然科学基金项目（2008085QE216）

卧式泵是煤矿井下安全和高效开采核心动力装置之一，其柱塞-耐磨环摩擦副在煤矿高污染工况下的磨粒磨损是影响卧式泵使用性能的关键。为此，基于相似理论和离散元理论建立干摩擦工况下柱塞副磨粒磨损的EDEM仿真模型，将圆柱摩擦副简化为平面摩擦副，并分别研究了上接触（耐磨环在上）和下接触（柱塞在上）两种情况下，织构位置、柱塞运动速度、耐磨环径向载荷等参数对磨粒破碎、磨痕分布及磨损量的影响。结果表明：在柱塞和耐磨环上同时设置织构的抗磨效果较差，在耐磨环上设置织构的抗磨效果较好，且织构化耐磨环方案S3和U1有助于磨粒容纳于织构凹坑而不参与摩擦副间的挤压磨损，起到“容而不排”的作用，抗磨效果最佳，相较于对应的无织构方案S2和U2，总磨损量分别降低76.8%和62.2%；且随着柱塞运动速度上升，上接触摩擦副的总磨损量持续增加，下接触摩擦副的总磨损量先减后增；随着耐磨环径向负载的增加，上接触和下接触摩擦副的总磨损量均持续增加，因此应尽量减小柱塞副的径向载荷。研究结果可为织构化摩擦副的磨粒磨损研究提供参考。

来源：2025年第19期

《机床与液压》期刊编辑部

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