購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
河南理工大學萬方科技學院
本科畢業(yè)設計（論文）開題報告
題目名稱
沖壓模具設計
學生姓名
專業(yè)班級
學號
一、 選題的目的和意義
工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產品更新速度加快，對模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，目前滿足率只能達到70%左右。造成產需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求。二是設計和工藝技術落后，如模具CAD/CAM技術采用不普遍，加工設備數控化率低等，亦造成模具生產效率不高、周期長?？傊峭狭藱C電、輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。
模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本?，F代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展
因此我們必須意識到，對模具設計的研究的目的和意義在于能夠很好的認識模具工業(yè)在國民經濟中的地位的重要性。因為利用模具成型零件的方法，實質上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y的切削加工工藝，可以提高生產效率，保證零件質量，節(jié)約材料，降低生產成本，從而取得很高的經濟效益。利用模具生產零件的方法已經成為工業(yè)上進行成批或大批生產的主要技術手段，它對保證制品質量，縮短試用周期，進而爭先占領市場，以及產品更新換代和新產品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。因此，要使國民經濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現社會主義四個現代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經濟中的關鍵作用
二、 國內外研究綜述：
1、 國外
(1) 級進模制造技術研究現狀
隨著科學技術的不斷進步，工業(yè)產品日益復雜與多樣化，產品性能和質量也在不段提高，因而對沖壓技術提出了更高的要求。沖壓技術自身也在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。為了適應大批量、高效率生產的需求，在沖壓模具和設備上廣泛應用了各種自動化的進、出料機構，對于大型沖壓件，例如汽車覆蓋件，專門配置了機械手或機器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產品質和生產率，而且也增加了沖壓工作的安全性。在中、小件的大批量生產方面，現已廣泛應用多工位級模、多工位壓力機或高速壓力機。在中、小批量多 品種生產方面，正在發(fā)展柔性制造系統，為了適應多品種生產時不斷更換模具的需要，已成功地開發(fā)出快速換模系統。
（2）多工位級進模的發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)產品質量的不斷提高，沖壓產品正呈現多品種、少批量、復雜、大型、精 密 等更新換代速度快的變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為 適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計的制造技術也真有手工設計、依靠人工經驗和常規(guī)機械加工技術向以計算機輔助設計（CAD）、數控切削技術、數控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉變。
2、 國內
現代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持13%的年增長率（據不完全統計，2004年國內模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產值預計為600億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產銷量均突破400萬輛，預計2004年產銷量各突破500萬輛，轎車產量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產值已達245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
三、 畢業(yè)設計（論文）所用的主要技術與方法：
1、 首先查閱相關的資料,了解與課題有關的背景知識
2、 查閱專業(yè)書籍,掌握課題設計的技術要點
3、 按照有關的計算公式進行計算
4、 用計算機繪圖軟件(CAD CAXA PRO/E)繪制主要零件圖及三維圖
四、 主要參考文獻與資料獲得情況：
[1]黃毅宏著，《模具制造工藝》，北京 機械工業(yè)出版社，2000年，1-4
[2]李發(fā)致著，《模具先進制造技術，北京 機械工業(yè)出版社，2003年，1-13
[3]高佩福著，實用模具制造技術》，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，2000年
[4]萬戰(zhàn)勝著，《沖壓工藝及模具設計》，北京 中國鐵道出版社，1995年
[5]模具實際與制造技術教育叢書編委會編，《模具結構設計》，機械工業(yè)出版社， 2004年
[6]王樹勛著，《模具實用技術設計綜合手冊》，廣州 華南理工大學出版社，1995年
五、 畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明）
1、 1-4周畢業(yè)實習(實習報告)
2、 5-7周收集與課題相關的資料,熟悉課題背景,撰寫開題報告.
3、 8-9周進行方案論證,初步設計,繪制草圖及初步計算
4、 10周繪制裝配圖和主要零件圖
5、 11周撰寫畢業(yè)設計說明書
六、 指導教師審批意見：
指導教師： （簽名）
年 月 日
河南理工大學萬方科技學院
本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表
指導教師： 職稱：
所在院（系）： 教研室（研究室）：
題 目
沖壓模具設計
學生姓名
專業(yè)班級
學號
一、選題質量：（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標，能否體現綜合訓練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產、科研、經濟、社會、文化及實驗室建設等實際的結合程度）
1、 選題與專業(yè)對口，課題的的設計，能綜合訓練專業(yè)知識與實踐的結合
2、 題目難度適中
3、 題目工作量稍大
4、 題目與工業(yè)生產聯系緊密
二、開題報告完成情況：
開題報告已完成
三、階段性成果：
1、對沖壓模具的國內外的發(fā)展與研究有所了解
2、查閱了有關沖壓模具的論文及科技期刊
3、了解了沖壓模具的有關計算及繪圖
四、存在主要問題：
1、要對模具的三維建模要求較高
2、繪圖不易把握
五、指導教師對學生在畢業(yè)實習中，勞動、學習紀律及畢業(yè)設計（論文）進展等方面的評語
指導教師： （簽名）
年 月 日
8
STUDY ON SLIPPERS FOR RAW WATER HYDRAULIC AXIAL PISTON
PUMPS AND MOTORS'
1. Abstract
As concerns for environmental compatibility, safetyand hygienic requirements, hydraulic systems using rawwater as pressure medium become more and moreattractive. A raw water hydraulic system has many advantages over conventional oil hydraulic systems,such as: environmentally compatibility, no pollution and no fire hazard, elimination of expensive oils with the associated problems of contamination, maintenance,storage, handling, elimination of the return hose, and elimination of health hazards, etc. But as a hydraulic medium, raw water has also drawbacks, such as very low viscosity, high vapor pressure, lack of lubrication and chemically active nature, etc., that all tend to promote problems of corrosion, wear, cavitation erosion, leakage, and so on, those problems must be overcome in the design and development of the raw water hydraulic components, especially the selection of materials and design of structure for the friction pairs in raw water hydraulic pumps and motors.
The slipper/swashplate pair is one of the very important friction pairs in axial piston pumps and motors. Under the lubrication of raw water. materials for slipper/swashplate combination should have superior mechanical strength, low friction, resistance to corrosion, abrasion, cavitation erosion and sliding wear, and the structure of the slipper should be suitable for the characteristics of raw water and materials used
Based on authois researches, a new slipper foraxial piston pumps and motors is introduced in this paper. From tests with the slipper/swashplate lest rig, it shows that the new type slipper combined with appropriate swashplate has good tribological characteristics. This slipper can operate with raw water, even sea water. The successful study on slippers will
provide good helps for design and development of raw water hydraulic axial piston pumps and motors with higher performance.
2. Introduction
The use of water as hydraulic fluid is not new. The first hydraulic machine as a means of transmitting not only energy but also control signals is raw water hydraulic press that manufactured by Joseph Bramah in 1795, which marks the beginning of the age of modern applied hydraulics. After that almost 100 years raw water was used as hydraulic medium, until the beginning of 20th century the mineral oil began to take the place of raw water. Because of the much better lubrication and anti-corrosi on properbes of mineral oil as compared with raw water and the development of oil resistant sealing materials, oil hydraulics boosted quickly and raw water hydraulics was left behind, gradually acquiring the image of an obsolete technology.
As concerns over safe or environmental issues a number of other hydraulic fluids have been developed over the past decades, such as synthetic base fluids, water base fluids, and vegetable oil base fluids, etc. These fluids have their own advantages and a certain range of applications. For a given application, engineers can make the hydraulic system have satisfactory performance by careful hydraulic fluid choice and system design. However, these hydraulic fluids also have its own shortcomings,so me shortcomings of these fluids are inherent and fatal. No one of these hydraulic fluids can meet the requirements of fire resistance and environmentally protection at the same time, and most of these fluids are very expensive.
The re-emergence of using raw water as hydraulic fluid is mainly because of the following reasons.
(1) Environmental Protection Requirement
Without strict adherence to specific control techniques, it is nearly impossible to eliminate the threat of leakage in hydraulic systems. Industry observers believe that as much as 85% of all hydraulic fluids eventually leave their systems through slow leaks, catastrophic line breaks, or failures of fittings and seals. The leakage of hydraulic fluids with some toxic chemical additives not only make working conditions messy and unsafe, but also can not be biodegradable and have
potential threat to the environment. Raw water has very good environmental compatibility and no pollution; water in the event of leakage eventually evaporates without leaving greasy or dirty residuals needs of applications for water hydraulics. The need of new applications is the intrinsic force of re-emergence and development of water hydraulics
(2) Requirement of Safety
Mineral oil are flammable, its leakage or spilling from systems may be result in a fire when in or near heat sources. Water is not flammable and does not present a fire hazard. In some areas, such as steel and glass production, iron making and foundry, injection molding, die casting, nuclear power, coal mining, etc. the requirement of safety is prime, so raw water hydraulics may be the best choice in the near future
(3) Hygienic Requirement
In some fields, such as gold mining, food and medicine processing, water supply industry, etc , where escaping of oil or chemical additives from hydraulic systems can smear the product and damage the quality of manufactured product. Under these conditions, raw water is an ideal pressure medium.
(4) Economy Requirement
Water is available everywhere, needing no purchase, transport, storage, maintenance and disposal costs, so using water instead of mineral oil and other hydraulic fluids may offer tremendous economy. In ambient water environment, the system using raw water as hydraulic fluid can be designed as an open circuit.That means the return lines and water reservoir can be
eliminated, further more the heater and the cooler of system are no longer needed, so the volume and weight of hydraulic equipment will reduced and the efficiency of system increased. If used underwater, such as in marine engineering, ocean exploration engineering, subsea equipment, underwater operation tools and robots, etc., water hydraulics can automatically counterbalance the
water hydrostatic head, this is very important for improving the efficiency and performance of the
hydraulic systems.
(5) Need of New Applications
Along with the developments of modern science and technologies, many areas with special requirements provide many new opportunities of applications for water hydraulics. Such as fusion reactor equipment in nuclear power engineering, marine equipment and robots in ocean exploration engineering, etc，where the fire resistance, hygienic requirement, economy and environmental protection are all considered. Because of higher power density and smaller size of hydraulics than that of other power transmissions, there have urgent needs of applications for water hydraulics.The need of new applications is the intrinsic force of re-emergence and development of water hydraulics.
3. Material Selection
The slipper/swashplate pair is one of the very important friction pairs in axial piston pumps and motors. Under the lubrication of raw water,ingenious material selection is necessary.
In a typical axial swashplate is stationary piston pump or motor, the swashplate is stationary ; the swashplate angle with the shaft centerline determines the length of the piston stroke (see Fig. 1)
When using raw water as lubricant,according to rawwater's chemically active nature, low viscositylubrication and high vapor pressure,more problem should be considered.
Firstly, raw water especially seawater is more aggressive , a large number of ions in seawater result in that seawater have much higher electric conductivity and may lead to electrochemistry erosion. The materials used for slipper and swashplate inevitably suffer aggressive corrosion from raw water , and the materials used for traditional oil hydraulic components will not be suitable here.
Secondly, the kinematic viscosity of water at 50℃ is approximately 0.55cs ,which is less than 1/30 of the viscosity of a typical mineral oil fluid. The very low viscosity must increase the difficulty of developing hydrodynamic film between slipper and swashplate,and the very small change of water’s viscosity with pressure means that elastohydrodynamic lubrication with hard materials is unlikely to occur. Hydraulic fluids with additives that aid in the boundary lubrication of contacting surface permit metal-on-metal contact without large amounts of surface damage or wear. Raw water contains on such additives and its lubrication is very poor. The poor lubrication of water is clearly one of its major dtawbacks, and will lead to increase contact fraction and possibly wear of contacting conponents. Indeed it is well documented that wear was the greatest problem experienced by the early users of water based fluids in axial piston pumps. Researches indicate that the elastohydrodynamic film of water is about 0.1μm thick at 3m/s and 20-60℃, the elastohydtodynamic film of HWBF is about 0.15μm thick at 0.19~1.27m/s and 23.5℃. So there are risks as high dry friction and strong wear between slipper and swashplate under the lubrication of raw water.
Thirdly, the vapor pressure of water is much higher than that of mineral oil, which means that water boils or vaporizes much easier. Due to water’s high vapor pressure and high velocity flow caused be water’s low viscosity, the slipper and swashplate will be exposed to strong and fast cavitation erosion.
So material selection for slipper/swashplate pair should depend on the operation conditions and the special properties of raw water. Materials for slipper/swashplate combination should have superior mechanical strength, low friction, resistance to aggressive corrosion, cavitation erosion,abrasion,and sliding wear, and should be easy available and cost low.
4.Structure Design
The structure design of slipper is very important as well as the material selection.
The use of polymers as the material of slipper will derive a new problem-how to make the slipper wrap on the ball-shaped head of piston. Probably the solution is to use corrosion resistant metals combined with polymers. The slipper can be divided into two parts. One is slipper pad made of polymer, directly contact on the swashplate, its main function is making the slipper have good tribological properties. The other is shoe made of corrosion resistant alloy, its main function is making the slipper wrap on the ball-shaped head of piston. This structure can take the advantages of both metal’s ductility and polymer’s good tribological property(see Fig.2).
The main static forces exerted on slipper are show in Fig.3. The force F acted on slipper from piston head includes hydrostatic force Fp on the piston end, spring force Fs, inertia force Fa of piston and slipper, and friction force Ff between piston and cylinder bore as formula:
The reaction force N from swashplate can be divided into two components, component Nh of hydrostatic bearing force and component Nm of mechanical surface pressure,as following:
N=Nh+Nm
The relationship of N and F is:
F=N·cosα
5.Conclusions
Based on author’s researches, some conclusions about material selection and structure design of slipper under lubrication of raw water can be summarized as following:
(1) Slipper made of polymers combined with swashplate made of corrosion resistant alloys has superior tribological properties.
(2) Cotton fiber-filled phenolics can be used to manufacture slipper for a certain application range of operation pressure below 14MPa.
(3) The spring force exerted on slipper should be strong enough to keep about 0.1~0.2MPa contacting pressuer on the surfaces of slipper and swashplate.
Farther tests are underway, and ceramics with good toughness will be introduced to manufacture slipper and swashplate. The experiences of study on slippers will provide good helps for design and development of raw water hydraulic axial piston pumps and motors.
References
[1] Joseph L. Foszcz, Hydraulic Fluid Choices, Plant Engineering, (8),1996,68.
[2]Li Zhuangyun, et al, Development of Hydraulic Pump to Operate with Raw water, Proceedings of ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting, Washington DC, USA, June 21-25,1998.
[4]吳仁榮，水潤滑滑動軸承的設計計算，機電設備，（6），1997,30.
[5]許耀銘，油膜理論與液壓泵和馬達的摩擦副設計，北京；機械工業(yè)出版社，1987.
關于自然水液壓軸向活塞泵和電動機的滑動部分的研究
1.摘要
基于環(huán)境和諧、安全和衛(wèi)生需要的考慮，液壓系統使用自然水作為壓力介質這種現象變得越來越廣泛。一個自然水液壓系統相對于普通的油液壓系統有很多優(yōu)點，例如：環(huán)境和諧，沒有污染，沒有火的危害，與昂貴的油相關的危害、維護、貯存、管理問題的消除，返回塑料管的消除和健康危害的消除等等。但是作為液壓系統的介質，自然水也有一些缺點，例如非常低的粘性，很高的水蒸氣壓力，缺少潤滑和化學性自然等等，都加劇了腐蝕、磨損、氣蝕侵蝕、泄露等問題，這些問題必須在設計和自然水液壓元件的發(fā)展，尤其是材料和自然水液壓泵和電動機的摩擦部分的結構設計中被克服。
滑動部分/旋轉羅盤部分是軸向活塞泵和電動機中的重要摩擦部分。在自然水的潤滑下，滑動部分和旋轉羅盤結合部分的材料應該較好的機械強度、低摩擦力、腐蝕的抵抗性、磨損、氣蝕侵蝕和滑動摩擦，并且滑動部分的結構應該對于自然水和使用材料的特性是適合的。
根據作者的研究，一種新型的用于軸向活塞泵和電動機上的滑塊會在這篇文章中介紹。從滑塊/旋轉羅盤部分試驗中表明這種新型的與合適旋轉羅盤結合的滑塊有著非常好的摩擦特性。這種滑塊能夠用自然水潤滑，甚至是海水也可以。這個關于滑塊的研究將會為自然水液壓軸向活塞泵和電動機的更好發(fā)展提供好的幫助。
2.介紹
水用來作為液壓流體已經不是新技術了。作為轉換能源和控制信號的一種方式，第一臺液壓機器就是自然水液體壓力，并且在1795年由杰瑟夫大量生產，同時也標志著現代液壓時代的開始。在那之后幾乎100年自然水被用作液壓介質，直到20世紀的初期，油介質開始取代水介質。和自然水相比，油介質有更好的潤滑和礦物油的抗腐蝕性，并且油抗性密封材料，油液壓裝置發(fā)展的很快，自然水液壓裝置就落后了，漸漸成為一種過時的技術了。
基于在安全和環(huán)境問題方面的考慮，許多其他液壓流體已經在過去的幾十年發(fā)展了，例如合成來源液體、水來源液體和蔬菜油來源液體等等。這些液體有著它們各自的優(yōu)點和確定的用途。對于一種給定的用途，工程師能夠通過合理的液壓流體選擇和系統設計來使液壓系統滿足這個條件。然而，這些液壓流體也存在著自身的缺點，其中的某些缺點是內在的并且是重大的。這些液壓流體中沒有一種能同時滿足防火性和環(huán)保性的要求，同時大部分液體是很昂貴的。
使用自然水作為液壓流體主要由于以下幾個原因：
（1）環(huán)境保護的需要
如果對于特殊控制技術沒有嚴格的遵守，評估液壓系統中的泄露威脅是不可能的。工業(yè)觀察員相信所有液壓流體中85%的流體最后都是通過緩慢泄露、嚴重的連接破損或者設備和密封的故障而離開液壓系統的。液壓流體和一些有毒的化學添加劑的泄露不僅使工作條件混亂和不安全，同時也不能生物降解和對環(huán)境存在潛在的危害。自然水擁有很好的環(huán)境適應性并且沒有污染；水在泄露后也會消失而沒有油膩和臟的殘留物。
（2）安全的需要
礦物油是可燃的，當周圍有熱源的時候它的泄露可能會導致起火。水是不可燃的，所以不會存在起火隱患。在一些區(qū)域，例如鋼鐵和玻璃生產，鋼鐵制造和鑄造，注射模具，拉模鑄造，核動力，采煤等等，對于安全的要求是主要的，因此自然水液壓可能會成為將來的最好選擇。
（3）液壓的需要
在一些領域，例如金礦開采，事物和藥品生產，水提供工業(yè)等等，這些由于油或者化學添加劑從液壓系統中泄露而弄臟產品或是損害大批產品的質量，在這些條件下，自然水是一種理想的壓力介質。
（4）經濟的需要
水在很多地方都是存在的，不需要購買、運輸、貯存、保持和清理成本，因此使用水代替礦物油和其他液壓流體可以提供極大的經濟性。在包圍的水環(huán)境中，系統使用自然水作為液壓流體能夠被設計成開式循環(huán)。那意味著返回線和水儲藏可以消除，加熱和冷卻系統也不再需要了，因此液壓設備的容積和重量也會減少而系統的效率會增加。如果水下作業(yè)，例如在海運的工程上，海洋探索工程，海底設備，水下操作工具和機器人等等，水液壓能夠自動的抵消水靜力的前端，這對于提高效率和液壓系統的性能是很重要的。
（5）新應用的需要
隨著現代科學和技術的發(fā)展，許多有著特殊需求的領域為水液壓提供了很多運用的機遇。例如在核電工程中的核聚變反應裝置，在海洋探索工程中的海運設備和機器人等等，這些地方需要考慮抗燃性，清潔的設備，經濟性和環(huán)保等方面。和其它的能源轉換相比，由于液壓系統有較高的力密度和較小的尺寸，所以對于水液壓的應用是迫切需要的。新應用的需要是水液壓的出現和發(fā)展的內在反應。
3．材料選擇
滑動部分/旋轉羅盤部分是軸向活塞泵和電動機中的重要摩擦部分。在自然水的潤滑下，巧妙地選擇材料是有必要的。
在一個典型的軸向活塞泵或電動機中，旋轉羅盤固定不動的，旋轉羅盤與軸線的角度決定了活塞盤的長度。
當使用自然水作為潤滑劑時，由于自然水的化學活性自然，低粘性，潤滑性差和較高的蒸汽壓力，所以需要考慮很多問題。
首先，自然水，尤其海水是活性的，海水中的大量離子導致海水有很強的導電性并且會導致電化學腐蝕。用在滑塊和旋轉羅盤上的材料會不可避免地遭到自然水的活性腐蝕，并且用于傳統油液壓器件也不適合用在這里。
第二點，水的運動粘性在50℃時接近0.55cs，少于典型礦物油液體粘性的1/30。過低的粘性一定會增加發(fā)展滑塊和旋轉羅盤之間水力薄層的困難程度，并且水的粘性伴隨著壓力的很小變化意味著硬質材料的流體動力潤滑是不容易發(fā)生的。帶有添加劑的液壓流體使得金屬與金屬表面之間沒有大量表面破壞或是磨損。自然水不包含如此多的添加劑并且它的潤滑性是很差的。水的潤滑性差很明顯是它的一個主要缺點，并且會導致接觸、破碎、和接觸器件之間摩擦的加劇。事實上摩擦是早期用水作為軸向活塞泵的流體的使用者遇到的最大問題。研究表明水的流體彈性動力薄層在3m/s和20~60℃時大約是0.1μm厚，HWBF的流體彈性動力薄層在0.19~1.27m/s和23.5℃時大約是0.15μm厚。因此在自然水潤滑下，滑塊和旋轉羅盤之間有干摩擦和強烈摩擦時會存在危險。
第三點，水的蒸汽壓力要比礦物油的高很多，這意味著水沸騰或是蒸發(fā)會更加容易。由于水的高蒸汽壓力和高速流動性由水的粘性地決定的，所以滑塊和旋轉羅盤會受到強烈和快速的氣穴氣蝕損害。
因此，對于滑塊和旋轉羅盤部分材料的選擇應該依據工作條件和自然水的特殊性質。滑塊和旋轉羅盤之間的連接部分應該有很好的機械強度、低摩擦、抗腐蝕性、和氣穴氣蝕、磨損和滑動摩擦，并且應該有很好的實用性和低成本。
4.結構設計
滑塊的結構設計和材料的選擇是同樣重要的。
用在滑塊上的高分子材料會產生一個新的問題，就是怎樣使滑塊包圍住活塞前端的球形部分。其中一個解決辦法就是使用抗腐蝕材料與高分子材料連接?；瑝K可以分成兩部分。一部分就是由高分子材料制成的滑塊墊，直接與旋轉羅盤相連，他的主要的功能就是使滑塊有很好的摩擦性能。另一部分是由抗腐蝕的合金材料制成的鞋，它的主要功能是使滑塊在活塞的球形頭上摩擦。這個結構能夠很好的利用金屬的展延性和高分子材料的摩擦性。（見圖2）
在滑塊上的主要的靜力在圖3中有表示?；瑝K上的力F來自活塞頭，包括活塞尾端的液體壓力Fp，反彈力Fs, 活塞和滑塊的慣性力Fa,還有活塞與圓孔之間的摩擦力Ff。
來自旋轉羅盤的反作用力N能夠被分成兩部分液壓軸承力Nh和機械表面壓力Nm，如下所示：N=Nh+Nm
N和F的關系是：F=N·cosα
5.結論
根據作者的研究，一些關于滑塊在自然水潤滑下的材料選擇和結構設計結論可以總結為如下幾條：
（1） 用高分子材料制作成的滑塊與用抗腐蝕性合金制成的旋轉羅盤結合有很好的摩擦性。
（2） 在滑塊的大量制造中棉布纖維填充的酚醛塑料被使用，目的是使工作壓力低于14MPa。
（3） 在滑塊上的反彈力應該足夠強以確?；瑝K和旋轉羅盤表面上的連接壓力在0.1~0.2MPa。
除此之外還有一些實驗需要進行，并且擁有良好韌性的陶瓷材料也會被引進用來大量制造滑塊和旋轉羅盤。在滑塊研究上的經驗將會為自然水液壓軸向活塞泵和電動機的設計和發(fā)展提供很大的幫助。
參考文獻：
[1] Joseph L. Foszcz, Hydraulic Fluid Choices, Plant Engineering, (8),1996,68.
[2]Li Zhuangyun, et al, Development of Hydraulic Pump to Operate with Raw water, Proceedings of ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting, Washington DC, USA, June 21-25,1998.
[4]吳仁榮，水潤滑滑動軸承的設計計算，機電設備，（6），1997,30.
[5]許耀銘，油膜理論與液壓泵和馬達的摩擦副設計，北京；機械工業(yè)出版社，1987.