液压马达是液压传动系统的重要执行元件,是将液体的压力能转换为机械能的装置,广泛应用于工程机械和矿山机械。目前,液压马达一般以矿物油为工作介质,但在冶金矿山、煤矿井下因矿物油易燃、泄漏污染环境严重,工作环境危险,存在一定安全隐患,迫切需要以高水基为介质的液压马达以替代矿物油马达。近年来,国内外在高水基液压马达方面的研究主要集中在高水基液压轴向柱塞马达和高水基液压叶片马达上,对于低速大扭矩高水基液压马达的研究很少。但在一些空间受到限制、需要大扭矩和变速箱不便于安装的场合,低速大扭矩马达就显得更加重要。径向柱塞摆缸式高水基马达因其对于高压低速大扭矩传动工况的良好适应性,具有较高的研究价值。高水基液压马达的主要摩擦副的磨损和润滑是影响马达工作效率和工作寿命的关键因素之一,这在柱塞水马达中尤为突出。摆轴副作为径向柱塞摆缸式高水基马达的主要摩擦副之一,在高压低速大扭矩的实际工况要求下,摆轴将受很大的径向推力,在该力作用下摆轴副环形间隙中不能形成完整的润滑水膜,会加剧摆轴摩擦副的磨损,进而增加水马达在摆轴副的泄漏,降低液压马达的容积效率与工作寿命,因此该摩擦副的磨损与润滑及配对材料选择等是必须深入研究的问题。针对摆轴副存在的问题,本文通过理论结合仿真进行探究,并通过试验对摆轴副的配对材料进行选择。研究的主要内容如下:在理论探究中,分析了摆轴副的运动规律与受力状态,得出了摆轴副中摆轴所受径向力的变化主要由摆缸内腔液压力影响的结论;对摆轴副的水膜承载特性,摆轴副的流体静压支承设计原理以及摆轴副的密封理论进行了研究,为之后的仿真研究提供理论支撑与研究基础。在仿真探究中,通过AMESim软件进行高水基马达动力学仿真,研究在不同负载转矩、转速、流量以及转动惯量下摆缸内腔压力波动规律,由于摆轴外负载径向力主要由摆缸内腔压力所决定,所以,摆缸内腔压力波动规律决定摆轴外负载径向力的波动规律,为摆轴副的进一步研究以及摆轴副静压支承的设计提供研究依据。利用CFD软件Fluent进行摆轴副水膜承载特性研究。首先对润滑水膜在偏心状态的承载特性进行仿真分析,结果显示润滑水膜在偏心结构下的最大承载力为偏心距e=9μm时的69.7N,完全无法对摆轴进行有效承载,需要对摆轴副进行静压支承结构优化。在静压支承结构设计中,主要以静压支承阻尼孔的不同位置,不同数量,不同直径以及摆轴副的不同密封长度作为研究变量,通过仿真分析明确润滑水膜的承载能力以及密封效果,最终得出摆轴副的结构为密封长度l=80mm,静压支承阻尼孔直径d₁=2mm,静压支承阻尼孔数量n=15,该结构适用于高水基马达的大多数工况。当摆轴副工作在压力范围为25-30MPa的工况时,润滑水膜依然不能对摆轴进行承载,但可以平衡大部分摆轴径向力,为了进一步减小摆轴副在高压工况的摩擦磨损,对摆轴副配对材料的选取进行了进一步试验研究。借助M-2000A多功能摩擦磨损试验机在干摩擦条件、水润滑条件以及油润滑条件下进行摩擦磨损试验,确定选择316L-TAC与CFRPEEK材料为配对材料,可以减少马达在材料问题方面产生的故障和失效,从而延长马达的工作寿命,提高马达的整体可靠性。本文对径向柱塞摆缸式高水基液压马达摆轴副的研究,对提高马达的容积效率与工作寿命有着重要的意义,同时,也可以为马达其他关键摩擦副的共性基础研究提供参考。