[发明专利]表面具有仿生疏水特性的海水轴向柱塞泵配流副

说明书

本发明提供一种表面具有仿生疏水特性的海水轴向柱塞泵配流副，其包括配流盘和缸体；在配流盘和/或缸体的表面设有若干条仿生复合织构，在仿生复合织构上还附着有一层疏水薄膜。本发明将仿生复合织构应用到配流副中，并将仿生复合织构与表面改性剂制备的疏水表面相结合，使得海水轴向柱塞泵配流副能在高速、重载及海水润滑的工况条件下，降低配流盘与缸体之间的摩擦系数，提高海水轴向柱塞泵配流副的耐磨性和耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及一种应用于海水中的轴向柱塞泵配流副，具体地说，涉及一种表面具有仿生复合织构和疏水薄膜的海水轴向柱塞泵配流副。本发明属于高压海水轴向柱塞泵技术领域。

背景技术

海水液压传动与控制系统、反渗透海水淡化系统、深潜器及水下无人潜航器浮力调节系统等系统及设备中的海水液压系统的核心动力元件是高压海水轴向柱塞泵，配流副是海水轴向柱塞泵内结构最大的摩擦副,也是海水轴向柱塞泵中极易发生磨损失效的摩擦副之一。配流副运行在润滑效果很差的水境中，由于海水黏度低、润滑性极差、气化压力高，并且具有很强的腐蚀作用，特别是海水中还存在很多成分复杂的颗粒状磨粒，在高速重载工况下，配流副极易因腐蚀、磨损、气蚀等原因失效，严重影响高压海水轴向柱塞泵的正常工作和使用寿命，也影响整个系统和设备的工作稳定性。

近年来，可以显著改善工件表面性能的表面织构技术，受到了国内外科研人员的广泛关注，且研究发现复合织构在工件表面特定工况下的性能优于单一织构。然而，目前海水轴向柱塞泵配流副表面复合织构设计以及复合织构拓扑化分布的设计还比较薄弱。为应对实际的工况需要，如何设计配流副表面复合织构以提高海水轴向柱塞泵配流副表面的摩擦学性能、降低配流副的磨损率、延长海水轴向柱塞泵使用寿命显得尤为重要。

另外，如何改变现有海水轴向柱塞泵配流副表面润湿性，以提高配流副表面摩擦学性能、降低配流副的磨损率也显得尤为重要。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种表面具有仿生疏水特性的海水轴向柱塞泵配流副。本发明通过对配流副表面结构的设计，使海水轴向柱塞泵配流副在海水高压、重载、润滑等复杂工况下，配流副表面的摩擦学性能得到显著地改善，大大降低配流副表面的磨损率，提高海水轴向柱塞泵配流副的耐磨性和耐腐蚀性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种表面具有仿生疏水特性的海水轴向柱塞泵配流副，它包括配流盘和缸体；所述配流盘和/或缸体的表面设有若干条条状仿生复合织构，所述仿生复合织构自所述配流盘和/或所述缸体的圆心从内向外延伸形成类渐开线形状，且所述仿生复合织构从内向外延伸的方向与配流副旋转方向相反；

所述仿生复合织构上至少包括一个仿硅藻壳多级凹坑织构，位于同一条所述仿生复合织构上的所述仿硅藻壳多级凹坑织构之间通过圆弧形沟槽织构相连通；

所述仿硅藻壳多级凹坑织构由不同深度、不同形状、不同横截面积的多个内径逐渐变小的同轴凹坑组成；

在表面设有所述仿生复合织构的所述配流盘和/或所述缸体的表面还附着有一层疏水薄膜。

优选地，构成所述仿硅藻壳多级凹坑织构的第一级凹坑为倒圆台形凹坑，其下底直径φ1＝150～225μm，上底直径φ2＝100～150μm，凹坑深度h₁＝10～15μm。

优选地，构成所述仿硅藻壳多级凹坑织构的第二级凹坑为圆柱形凹坑或方柱形凹坑，其边长或直径φ2＝100μm～150μm，凹坑深度h₂＝10～30μm。

优选地，所述仿硅藻壳多级凹坑织构以同心圆状均匀排布在配流盘表面和/或缸体表面，每个同心圆上的所述仿硅藻壳多级凹坑织构依次等角度分布，相邻的同心圆阵列上相邻的所述仿硅藻壳多级凹坑织构彼此交错排布，从内到外相邻的两个同心圆阵列上相邻交错排列的两个所述仿硅藻壳多级凹坑织构之间的角度偏移率为0.1～0.5；