[发明专利]用于降低搅拌损失的带有疏油涂层的轴向柱塞泵

说明书

本发明公开了一种用于降低搅拌损失的带有疏油涂层的轴向柱塞泵，该轴向柱塞泵在缸体外壁面附着有疏油涂层，其中疏油涂层由纳米级硅基氧化物溶液、无水乙醇溶液和去离子水溶液三种组分组成，将纳米级硅基氧化物溶液分散到无水乙醇溶液和去离子水溶液中而形成低粘度的溶胶，再静置形成凝胶均匀喷涂到转速为50‑100rpm的缸体外壁面，常温25℃，24小时后自然风干，凝胶经过干燥、固化制备出纳米结构的疏油涂层。本发明结构简单，喷涂的涂层具有抗腐蚀、抗划伤、疏油等性能，可有效减少轴向柱塞泵工作过程中产生的搅拌损失。

技术领域

本发明涉及一种带有涂层的轴向柱塞泵，尤其适用于轴向柱塞泵在高速运转下的工作环境。

背景技术

轴向柱塞泵是液压传动系统的核心元件之一，其使用效率至关重要。轴向柱塞泵的使用效率主要有其损失决定，损失越小，使用效率越高。轴向柱塞泵的损失主要分为两类容积损失和机械损失，容积损失是由于核心摩擦副之间的泄漏造成的损失，而机械损失一部分是由于摩擦副之间的摩擦损失造成，另一部分则是由于轴向柱塞泵的核心零件在充满油液的壳体中复合运动而产生的由于流体的粘性摩擦、湍流摩擦及绕流阻力而形成的流体的摩擦损失，称为搅拌损失。随着液压泵向着高速化的方向发展，如航空航天液压系统中的轴向柱塞泵转速达到每分钟上万转，核心零件在充满油液的壳体中复合运动而产生的搅拌损失占比显著增加，将直接影响轴向柱塞泵的机械损失，进而影响轴向柱塞泵的使用效率。

目前已有的轴向柱塞泵设计中考虑搅拌损失的设计较少，主要分为两种，一种是将壳体内部油液抽空，保持壳体内一直处于无油液状态形成“干式壳体”，从源头上消除搅拌损失。但是干式壳体无法满足轴向柱塞泵内部轴承及摩擦副的润滑与散热，零件干摩擦产生的摩擦损失与发热将直接降低轴向柱塞泵的机械效率。另一种是优化结构，减小流场的紊乱程度及涡流现象的发生区域，进而降低搅拌损失。它的缺点是不可避免会受到材料结构强度、零部件安装形式的限制，功重比降低且成本高，不利于标准化与通用化的应用于轴向柱塞泵中。

本发明通过一种带有涂层的轴向柱塞泵来降低搅拌损失，在不降低功重比的同时解决摩擦副发热问题与搅拌损失。该轴向柱塞泵具有一个直接涂覆在缸体表面的涂层，利用涂层可以有效改善缸体表面的环境，减小表面的摩擦系数，进而减小能量耗散。

发明内容

本发明目的在于针对现有降低搅拌损失途径的不足，提供一种带有疏油涂层的轴向柱塞泵。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于降低搅拌损失的带有疏油涂层的轴向柱塞泵，该轴向柱塞泵具有直接涂覆在缸体表面的疏油涂层，所述疏油涂层由A、B、C三种组分混合涂在表面洁净的缸体外壁面上形成；所述A组分为纳米级硅基氧化物溶液，所述B组分为无水乙醇溶液，所述C组分为去离子水溶液；

目前疏油涂层主要为氟树脂涂料，是把以氟烯烃聚合物或氟烯烃和其它单体的共聚物等作为成膜物质的涂料，见中国专利CN103396709A，但此氟树脂涂料不能常温固化，需240℃以上烘烤成膜，且成膜厚度厚，涂层硬度差，易脱落。轴向柱塞泵是在充满油液的环境中高速旋转工作，油液高速流动的动能易冲击缸体表面的疏油涂层，疏油涂层硬度差受冲击剥落会严重污染油液，产生摩擦磨损，影响轴向柱塞泵的正常工作。而本发明中由于成膜物质是纳米氧化物溶胶，纳米涂层能在中高速、高压下工作，且纳米硅基具有很强的表面活性和超强吸附能力，大大提高了涂膜与基体间的结合强度，可有效防止涂层剥落。

进一步地，所述疏油涂层的制备包括以下步骤：

(1)先用经无水乙醇润湿的无纺布清理基材表面，保证基材表面干净、干燥、无油、无锈；

(2)将A、B、C三种组分分别搅拌均匀后，按照A、B、C组分的体积比3:1:1混合搅拌1分钟，使得A、B、C组分进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系；

(3)静置10分钟，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成液体凝胶；