技术领域
[0001] 本
发明涉及一种物理化学的电化学工程领域 银-铅镀层结构Ag·Ag-Pb·Pb在机械建筑工程、航空 工程的液压设备
轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞变 量
马达
摩擦副上的应用技术。
背景技术
[0002]
轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞变量马达广泛 应用在工程建筑机械和飞机液压系统,例如飞机
起落架上,由於柱塞缸-配油盘和滑
块-
斜盘两 对摩擦副早期磨损使得泵的容积效率下降,使泵 和马达的寿命缩短。
[0003] 长江
起重机厂1966年从北京迁到四川泸州,随 着产品不断更新,对液压元件特别是对油泵、油 马达的容积效率和使用寿命要求越来越高。
[0004] 1第一次轴向柱塞泵寿命试验
[0005] 1972年12月-1973年7月厂研究室对ZBD40轴 向柱塞油泵进行性能和寿命台架试2
验,运转时间 2018小时。试验条件:进口供油压
力2-3Kg/cm , 转速1520-1560r·p·m,油温35-45℃,出口压力 210Kg/cm2。试验结果发现,虽然经过2018小时满 负荷运转,其容积效率仍保在96%以上,柱塞和柱 塞孔的磨损量很小,柱塞的最大磨量<0.002mm,柱 塞孔的磨损量<0.015mm、滑块镀银层脱落、密封 件漏油,没有发生液压件破坏。试验证明,供油 压力情况下,满负运转寿命是很高的。
[0006] 2第二次轴向柱塞泵寿命试验
[0007] 考虑到我厂生产的ZBD40轴向柱塞泵在行走 式液压汽車起重机上使用时,是在自吸工况
真空 度为0-100毫米汞柱、转速1500-1600r·p·m情况下 工作,此种泵在此工况下,其性能又如何,结构 上是否存在薄弱环节,为了得到这方面的实践资 料,在1974年8月到1975年4月又对ZBD40轴向柱 塞泵进行了自吸工况的性能和寿命台架试验。这 次试验的条件是:油泵进口的真空度50-70毫米 汞柱、油泵出口压力 、油泵转速1520-1560 r、p、m、油温45-50℃。
[0008] 整个试验过程中所观察的问题:
[0009] ①配油盘表面光洁度从 降到 ,並且逐步 出现园圈形划痕,且有粘
铜现象图2。
[0010] ②柱塞缸的配油端面,磨损量较大,端面不 平度从0.003-0.005mm降到0.015-0.018mm,而且呈现塌边和 中心凸起现象,同样有园圈划痕,深度达0.02mm图 3。
[0011] 两次试验中,泵的容积效率随时间变化的比较 图4。两次寿命试验结果的分析:从图4可以看出 ,在有供油压力的条件下,泵的容积效率随运转 时间变化不大,也就是说,油泵的寿命很长,估 计可达1万小时以上。而在进口真空度为50-70 亳米汞柱的工况下,运转了2000小时容积效率从96% 降至87.4%。从ZBD40油柔两次性能和寿命试验条件 可以看出,除了进口压力不同之外,其他条件相 同,由此可以推知容积效率降低是自吸工况引起 的。当油泵进口供油压力由 降到自吸工况 - 通过计算知道油膜本身的推开力将由 降到 ,二者之差 。 在ZBD油泵处于自吸
工况时,由于油膜本身的推 开力降低,因此油膜的厚度也变薄,而柱塞缸端 面的轴向压力较大,油膜的承载能力抵抗不了柱 塞缸的压力,造成柱塞缸端面与配油盘直接
接触 变成干磨擦,在高转速下产生高温,从而摩擦付 产生胶合,这样,柱塞缸端面上的铜更容易粘在 配油盘上面,这就是在自吸工况下配油盘和柱塞 缸摩擦端面出现园圈形构槽,配油盘上产生粘铜 的原因,这样会导致泵的外漏急剧上升,泵的容 积效率快速下降。
[0012] 3第三次轴向柱塞泵寿命试验
[0013] 根据前两次寿命试验结果分析,要求在柱塞 缸和滑块上的
电镀层材料对
铁基合金的
摩擦系数 要小、抗胶合性、强度和嵌藏性要好,热传导率 要高、容许负荷、容许滑动速度和极限PV值要大 如表1和表2。
[0014] 根据这些条件选择了纯金属银和铅,在柱塞 缸磨擦端面镀0.02-0.03mm厚的银膜,然后立刻在银 的表面上镀0.01-0.02mm厚的铅膜。为了验证其效果 ,在1979年4月到1980年5月20日对ZBD40轴向 柱塞泵进行性能和寿命台架试验,运转时间2289.9 小时,试验条件:进口真空度50-70毫米汞柱、 转速1520-1560rpm、油温45-50℃、出口压力210 kg/cm2。在100小时、300小时、800小时……2289.9小 时进行了拆检,并做精密测量。从几次拆检的情 况看,柱塞缸端面的镀银层几乎没有磨损,配油 盘表面同样几乎没有磨损,只有轻微的环狀颗粒 磨损,同时也没有粘银和脱银层现象,运转2289.9 小时后泵的容积效率仍然在93%以上,其容积效率 的变化曲线见图5、配油盘在自吸工况下运转2289.9 小时后的表面实况见图6,柱塞缸实况见图7。 ZBD40油泵三次寿命试验条件和结果见表3和表4。
发明内容
[0015] 本发明所要解决的技术问题是提供一种自身 润滑固体软金属银-铅合金镀层,防止摩擦副在 自吸
负压和瞬间起动时,由於失去油膜而造成的 机毁人亡的重大事故。
[0016] 本发明解决问题所用的技术方法。因为润滑 是固体表面起作用,在银的表面上制造一个银-铅 合金层就可以提高
吸附和保存油膜的能力。具体 工艺过程,首先在柱塞缸端面电镀0.02-0.03mm的银 层,
电流密度 ,在镀银的最后五分钟使用 大电流冲击,电流密度 ,在银层表面上形 成粗糙多孔的结晶;然后立即镀2-3分钟的铅层。 这样就制造出了银-铅合金图8。
[0017] 本发明有益效果是:从一九七九年八月将ZBD40 泵装在Q2-5型液压
汽车起重机上进行实际工况考核 至金没有发现问题。ZBD75泵装在QY8、QY16起重机上,实 际工作已经五年多,从目前看效果是良好的,已 投入大批量生产。滑块17图1和斜盘18组成的摩 擦付,在滑块端面镀了一层银一铅膜,工作了十 年以后拆开检查,没有发现粘银现象,其效果可 佳。除了前面谈到的两对摩擦付外,在ZBD40泵上 还有一对由
橡胶密封圈20和表面镀硬铬层的传动 轴套3(图1)组成的摩擦付,这对摩擦付在运转过 程中,发现由于
传动轴套磨损出现粗糙的沟槽拉 坏了橡胶密封圈,这也是一个老大难的问题,这 对摩擦付的作用是封油而不许漏油,该处必然出 现干摩擦,传动轴套转速又高,轴套很容易磨损 ,为了提高这对摩擦付的寿命,不致于很快地磨 损漏油,在传动轴套的摩擦面镀一层软金属银膜, 在额定负载下运转了1111.3小时,没有发现漏油。 将油泵拆开检查观察到轴套与
密封唇边接触处有 一条宽约1.5mm,深0.015mm的光滑环带,密封唇边 没有损伤,说明电镀软金属银膜在这种摩擦付上 应用的效果也是满意的。
附图说明
[0018] 图1是ZBD 型柱塞泵
[0019] 1拉紧
螺栓2
弹簧3传动轴套4
轴承 5传动轴6轴承7泵体8
配流盘9柱塞 缸10柱塞11弹簧12
定位套13轴承14调整 垫15球铰16压盘17滑块18斜盘19泵盖 20油封
[0020] 图2配油盘在自吸工况下运转2000小时后的实况
[0021] 图3是在自吸工况下泵运转2000小时后的柱塞 缸配油端面实况
[0022] 图4是ZBD40油泵在有供油压力2-3Kg/cm2工况 下的容积效率与自吸(真空度50-70毫米 汞柱)工况下的容积效率随运转时间变 化对照图
[0023] 图5是容积效率变化曲线
[0024] 图6是配流盘在自吸工况下运转2289.9小时后 的实况
[0025] 图7是在自吸工况下泵运转2289.9小时后柱塞 缸端面实况
[0026] 图8是银镀层的显微组织与输入电流的性质 和电流密度大小的关系×80[0027] 表1
轴承金属的性质
[0028] 表2软金属的性质
[0029] 表3 ZBD40油泵三次性能和寿命试验条件表4 ZBD40油泵三次性能和寿命试验结果
具体实施方式
[0030] 银-铅电镀工艺
[0031] 1镀银工艺流程
[0032]
[0033]
[0034]
[0035] 工作条件
[0036]
[0037] 表1
[0038] 轴承材料 抗胶合性 油性 耐
腐蚀性 强度 熔点 嵌藏性 结合程度 巴士合金 3 2 1 4 3 1 1镉基合金 3 3 3 3 2 2 2
铜-铅合金 2 1 2 2 1 3 3
纯镀 1 4 1 1 1 3 4
银-铅合金 1 2 1 1 1 3 5
[0039] 数字越大,表示性能越差。
[0040] 表2
[0041]
[0042] 表3
[0043]
[0044] 表4
[0045]