万宏启 , 许 涛 , 王 军 , 赵利斌 , 赵晓琴 , 陈 磊
2014, 39(7):1-4. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.001
摘要:采用红外光谱和XRD对进口银锑黏结固体润滑涂层的成分进行分析。结果表明,银锑涂层主要由酚醛树脂、石墨、三氧化二锑和银组成。根据银锑涂层的成份,研制THC-800和F44两种黏结固体润滑涂层,分别采用CSM摩擦试验机和MHK-500A环块磨损试验机评价两种涂层在干摩擦和RP-3航空煤油润滑下的摩擦学性能。结果表明,在载荷15N、振幅1.25mm、频率10Hz及干摩擦的实验条件下,THC-800涂层的耐磨寿命大于540min,而F44涂层的耐磨寿命仅220min,摩擦因数分别为0.075和0.080;在载荷1120N、滑动速度2.56m/s及RP-3航空煤油润滑下,THC-800涂层和F44涂层的耐磨性分别为16.3km/μm和11.8km/μm,摩擦因数分别为0.076和0.080;无论在干摩擦还是油润滑下,THC-800涂层比F44涂层均具有较好的摩擦学性能。
2014, 39(7):5-10. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.002
摘要:以巴氏合金ZSnSb8Cu4与45#钢为摩擦副,研究巴氏合金ZSnSb8Cu4在不同实验参数下的摩擦磨损行为。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对实验样品进行表征,分析其摩擦磨损机制。结果表明:巴氏合金试样在正常温度(<130℃)下具有较低且稳定的摩擦因数和磨损率;当试样温度超过130℃时,巴氏合金表面的相成分发生明显变化,磨损率也急剧增大,磨损由以磨粒磨损为主的轻微磨损转变为以熔融磨损为主的严重磨损。
2014, 39(7):16-20. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.004
摘要:利用ECT电容层析成像检测系统,在设计的油气润滑实验台上,在一定供气条件下,实验研究单次供油量对油气润滑水平管道中油膜波动速度及含油率的影响。结果表明:随单次供油量的增加,管内油膜平均波动速度呈现倒U型变化规律,油膜波动速度的振幅逐渐减小并趋于平稳,而含油率开始时增长速率快,随后增长缓慢。
2014, 39(7):21-25. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.005
摘要:人牙釉质是最硬的人体组织,对咀嚼磨耗有较大的抵抗力,其由羟基磷灰石晶体和有机物相间排列而成,显微组织结构与纤维增强材料类似。采用有限元方法分别建立原始牙釉质和去除有机相牙釉质2种模型,研究牙釉质中的有机相对其力学性能的影响。研究结果表明,牙釉质具有各向异性的力学性能,随着偏离羟基磷灰石晶体C轴方向的角度增加,釉质的压缩弹性模量和压缩屈服应力降低,在45°方向达到最小值;牙釉质中的有机相会显著影响其力学性能,当有机相被去除后,牙釉质的压缩弹性模量、剪切弹性模量和剪切屈服应力均降低,压缩屈服应力无显著变化。研究结果有助于揭示牙釉质化学组成和微观结构对其力学性能的影响,为牙科修复材料的仿生设计提供理论依据。
2014, 39(7):26-29. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.006
摘要:利用Elrod空穴计算法对考虑气穴因素的雷诺方程进行Fortran程序编制,并且利用VB与Fortran的混合编程,编制一个圆柱径向轴承性能分析的可视化软件。该程序采用相对路径法调用动态链接库,更方便可视化软件的快速应用。以圆柱径向轴承为例,采用该软件分析轴承压力、温度场的三维分布以及主要特性参数,并与文献结果进行比较。分析结果表明,该程序既可以方便、准确地得到轴承相关特性,又能实现可视化来帮助使用者了解圆柱径向轴承的工作状况。
2014, 39(7):30-34. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.007
摘要:在工程实际中,机械零件多工作于高、低温等各种环境条件下。为了研究零件温度对指数率非Newton模型热弹流润滑性能的影响,采用独特的非牛顿处理技术,求得指数率非Newton流体线接触热弹流润滑问题的完全数值解,讨论零件温度、润滑剂的流变指数及当量环境黏粘度等对指数率非Newton模型热弹流润滑性能的影响,并与牛顿流体进行对比。结果表明,与牛顿流体类似,不管流变指数大于1还是小于1,中心膜厚均取决于由零件温度决定的接触区入口处的当量黏度。不同的零件温度条件下,流变指数越大,油膜越厚,温度越高;当量环境黏度会影响膜厚和油膜温度。因此,指数率非Newton模型热弹流润滑中,零件的温度效应不容忽视。
2014, 39(7):35-39. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.008
摘要:分别以45#钢、铍青铜、碳化硅颗粒基体改性铍青铜、氧化铝涂层为对偶材料与同一种树脂基摩擦材料在MM1000-II型摩擦磨损试验机上进行干式摩擦磨损试验,研究对偶材料对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响; 利用偏光显微镜观察材料磨损后的表面微观形貌。结果表明:氧化铝涂层对偶材料的磨损率最低,摩擦因数适中,但摩擦因数稳定性较差;对偶材料为45#钢时摩擦因数较低,但摩擦因数的稳定系最好;对偶材料为铍青铜时摩擦磨损性能最佳,摩擦因数较高且稳定性较好,铍青铜本身和与之匹配的摩擦材料的磨损率都很低,且摩擦表面均没有形成孔洞和犁沟;改性铍青铜在各方面都表现出较差的性能。
2014, 39(7):40-43. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.009
摘要:利用罚函数法将接触面约束条件引入势能泛函,建立封隔器胶筒有限元方程,采用Newmark法进行数值求解,分析封隔器胶筒几何参数和物理参数对封隔器密封性能的影响。研究结果表明:胶筒与套管间接触压力随胶筒长度的增加而增大,这种增长趋势在胶筒长度达到一定数值后趋于减缓;胶筒与套管间接触压力随胶筒厚的增加而增大,而压缩变形随胶筒厚度增加而逐渐减小;胶筒的材料参数设计要求在满足密封要求的前提下,选择较大的胶筒材料系数。
2014, 39(7):44-50. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.010
摘要:采用有限元分析软件ANSYS,在无摩擦、纯滚动、全滑动三种运行状态下,研究钢轨表面短裂纹的疲劳断裂机制,并分析轮轨间摩擦因数对接触疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,轮轨接触的疲劳裂纹为张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹,裂纹发生张开型破坏的最危险位置在接触斑边缘的位置;随着裂纹角度的增加,应力强度因子KI增加而KII减小,其中60°裂纹的扩展速率最快;摩擦力的存在明显加剧了裂纹扩展速率,且随着摩擦因数的增加而增大。对钢轨表面预防性打磨周期进行预测时,以60°裂纹为基准的预测结果偏安全。
2014, 39(7):51-54. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.011
摘要:提出一种分析转子-可倾瓦径向滑动轴承-弹性基础系统瞬态响应的方法,该方法考虑了轴颈涡动对可倾瓦径向滑动轴承动特性的影响,同时计入温度、流态变化的影响。建立转子-可倾瓦径向滑动轴承-弹性基础动力学方程,研究弹性基础振动参数对转子-可倾瓦径向滑动轴承系统瞬态响应的影响规律。结果表明,滑动轴承动特性可以改变转子轴心轨迹;随着基础刚度的减小,转子系统的瞬态响应增大,随着基础阻尼的增大,轴心轨迹响应曲线幅值变小;阻尼的增大不会改变转子轴心轨迹稳定时收敛的位置。
2014, 39(7):55-59. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.012
摘要:为探索研究微量油膜附水滴(OoW)切削液在车削中对切削力的影响,选出较适宜的切削用量,通过正交试验方案,分别研究在干切削和OoW切削两种不同加工方式下,切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对车削45#碳素结构钢时主切削力的影响。经多元线性回归处理,建立切削力经验公式。结果表明:在使用OoW切削液润滑的情况下,主切削力变化范围较大,但采用较高切削速度、较低进给量、较大的背吃刀量时,主切削力较干切削时有明显下降。
2014, 39(7):60-66. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.013
摘要:为了研究U形金属密封环在不同工作条件下的密封性能,利用ABAQUS软件建立某U形金属密封环的二维轴对称模型,在静密封条件下计算分析U形密封环初始压缩量、工作压力及工作温度等操作参数对密封环最大Von Mises应力、接触压力大小及其分布以及接触宽度的影响。结果表明,在工作工况下,U形密封环上最大Von Mises应力小于材料屈服极限,最大接触压力满足密封要求,且在低温条件下适当增大工作压力可以提高其密封性能。根据计算结果,提出此U形密封环的极限工作条件,对该U形金属密封环的设计和使用有一定的指导意义。
2014, 39(7):67-70. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.014
摘要:应用有限元分析软件建立平面型非金属阀瓣截止阀密封副的简化模型,对变操作工况下密封副的接触应力分布和变形情况进行分析。对比相同工况下不同结构阀瓣的接触应力分布和位移变化的差异,比较其性能,并采用试验进行验证。结果表明:密封接触面上应力分布关于密封面中径呈对称分布,在接触面内外径处应力最大,并从两端向密封面中径方向减小。阀瓣结构中,密封垫径向有约束的阀瓣较密封垫径向无约束的阀瓣密封性能好。
2014, 39(7):71-76. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.015
摘要:采用栓-盘式摩擦磨损试验机研究有机化蛭石改性聚苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维织物衬垫材料的摩擦磨损性能,并采用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对有机化蛭石的结构以及衬垫材料磨损表面和偶件表面进行表征和分析。结果表明,蛭石经过有机化,不仅增强了与树脂的界面结合强度,同时在摩擦过程中易于剥离成片状结构,可以有效地提高PBO纤维织物衬垫材料的抗磨性能。
2014, 39(7):77-82. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.016
摘要:以聚α-烯烃为基础油的JC-1、JC-2、928N和928U航空润滑油作为研究对象,采用GC/MS联用技术对样品进行分析,提出提高航空润滑油热氧化安定性的方法,在此基础上对聚α-烯烃基础油及其中所含的抗氧化剂进行分析,利用固体探针-飞行时间质谱分析技术对样品进行分析,了解了润滑油有机质组成的变化,为控制主润滑油品质衰变及在用油变色问题提供了科学依据。
2014, 39(7):83-87. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.017
摘要:联合应用理化性能分析、铁谱分析和原子光谱分析等多种油液监测分析技术,对SD22型推土机变速箱进行状态监测和故障诊断。根据监测所得的润滑油本身信息和油液中磨粒的形状、大小、数量及种类,确定变速箱合理的换油时间;根据润滑油中铁、铜元素含量超标,判断出变速箱中的摩擦片或轴承保持架磨损较为严重,需要停机检查。
2014, 39(7):88-92. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.018
摘要:采用TE66微磨粒磨损实验机对医用Ti-6Al-4V钛合金在不同摩擦副条件下的微磨粒磨损行为进行研究,考察滑行距离、载荷对其微磨粒磨损的影响,通过观察磨斑形貌,分析其磨损机制。研究结果表明:Ti-6Al-4V合金的磨损量随滑移距离和载荷增加而增加,磨损率则相反,并且硬度较高的Si3N4陶瓷球对合金造成的磨损量和磨损率均低于ZrO2陶瓷球;在不同摩擦副条件下,随着滑行距离和载荷的增加,Ti-6Al-4V合金的磨损机制均由三体磨损转变为二三体混合磨损,所不同的是与Si3N4陶瓷球对摩时合金的混合磨损区域要少于与ZrO2陶瓷球对摩时。
孟 昭 , 杨 云 , 赵世龙 , 吕春莉 , 史 彬 , 罗昆琪
2014, 39(7):93-97. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.019
摘要:采用液相还原法制备纳米铜,经过适当的离心浓缩处理制得固含量为15%~20%(质量分数),平均粒径约为95nm的纳米铜乙醇悬浊液;将其与纳米聚四氟乙烯配合,并与聚丙烯酸树脂结合制备成复合纳米减摩涂料,涂覆在石油套管及接箍螺纹表面,进行现场上扣试验。结果表明,该减摩涂料能够有效地降低螺纹间的摩擦因数,减少钢铁表面间的直接接触,起到减摩抗磨的作用;将该减摩涂料涂覆于石油专用管材上的圆螺纹和偏梯形螺纹油套管接头表面,均可有效地降低油套管的上扣扭矩,从而极大地改善油套管黏扣现象。
2014, 39(7):98-101. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.020
摘要:参照垫片密封及阀座密封比压原理,从力学角度建立阀门漏率计算公式,并以有限元方法建立阀门漏率计算模型,从而实现了阀门漏率的初步量化分析和计算。以充气阀为例分析阀座结构尺寸对阀门密封性能的影响,结果表明在保证阀门非金属面没有破坏的前提下,阀座半径越小越有利于阀门密封。
2014, 39(7):102-106. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.021
摘要:合成一种新型水溶性噻二唑衍生物,采用红外光谱仪对其结构进行表征,采用SRV摩擦磨损试验机考察其在三乙醇胺水溶液中的摩擦学性能,采用表面轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨斑表面形貌。SRV摩擦实验结果表明,该添加剂能显著改善三乙醇胺基础液的抗磨减摩性能,并能有效避免疲劳磨损;XPS结果显示,添加剂通过与摩擦副表面的摩擦反应生成FeS及Fe2O3等反应膜,起到极压抗磨的效果;同时该添加剂还具有很好的抑制铜片腐蚀的性能,是一种环境友好的多功能润滑添加剂。
2014, 39(7):107-110. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.022
摘要:针对起落架减震器密封失效导致油液泄漏故障,提出一种利用LVQ神经网络对故障进行预测的方法。利用维修信息中的总起落次数、密封件使用时间、密封有效期间的起落次数和运行环境影响因子作为输入向量,油液是否泄漏作为输出向量,建立LVQ神经网络故障预测模型。利用历史维修信息对预测模型进行训练,将当前维修信息输入已训练好的预测模型,实现故障预测。仿真实例表明,该预测模型具有简捷、高效以及预测精度高的特点,使用该预测模型预测时,无需对输入向量进行预处理,预测结果与实际情况较吻合。
2014, 39(7):111-115. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.023
摘要:大埋深隧道对盾构机主轴承密封性能提出了更高的要求。利用有限元分析软件ANSYS Workbench研究不同材质的压紧环密封圈在不同载荷下的受力状况,研究其密封性能。分析结果表明,压紧环唇形密封圈的密封能力与预紧载荷和材质均有关系,当预紧载荷越大,密封圈硬度值越高时,密封面的接触压力就越大,密封能力就越强。因此,为提高大埋深盾构机主轴承密封圈的密封性能,可采取以下措施:在材料方面应选择高硬度值的压紧环密封圈,必要时可增加压紧环密封圈的数量;在结构方面应适当增加压紧环的直径,保证压紧环有足够的预紧行程施加更大的位移载荷,提高密封面接触压力。
2014, 39(7):116-119. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.024
摘要:对液压系统油液进行固体颗粒污染度检测是确保液压系统工作可靠性的有效手段,而金属微孔滤膜传感器在油液污染度检测过程中不受油液颜色及油液中水分和气泡的影响,其检测特点存在显著优势。综述金属微孔滤膜传感器的研制现状、微孔滤膜污染机制以及污染度检测模型的国内外研究现状,并提出在600目平纹不锈钢丝网表面化学镀镍来制备金属微孔滤膜传感器的一种新方法,以及利用Ruth的阻力理论来建立其污染度检测模型的新思路。
2014, 39(7):120-123. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.025
摘要:研究不同含胶率和生产工艺对丁腈夹布油封外径尺寸的影响,发现随着含胶率的提高,夹布油封外径尺寸变小;预成型工艺对最终制品的外径尺寸基本没有影响;提高硫化温度和减少夹布体积,会使外径尺寸变小;硫化压力增大会使小规格夹布油封外径尺寸变大。
2014, 39(7):124-126. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.026
摘要:针对双作用多级油缸密封装置在使用过程中存在的划伤、失效、变形等缺陷,在油缸密封装置的滑环两侧设置支撑环,避免了滑环唇边被挤入过油孔划伤破坏,采用双O形密封圈结构并在O形圈的密封槽内设置挡圈,避免了O形密封圈被间隙咬伤和中心活塞杆与相邻缸筒之间严重磨损,从而保证密封可靠,延长油缸在高压环境中的工作寿命。
2014, 39(7):127-129. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.027
摘要:采用振动监测技术与铁谱分析技术,通过多监测信息的综合分析,诊断出石化装置油浆泵轴承的磨损故障,避免了该装置重大安全事故发生。监测结果表明,综合运用多监测信息在监测设备轴承故障时可极大地提高故障诊断的准确度,大幅降低设备维修费用,确保石化生产装置的安全平稳运行,提高企业的经济效益。
2014, 39(7):130-132. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.07.028
摘要:针对ZB45硬盒包装机商标纸横推装置存在的漏油问题,通过对漏油原因的分析,对该装置进行改进,将基座由整体式改为分体式,将单油封变为双油封并增大回油孔的方式,成功解决了商标纸横推装置的漏油难题。改进后的商标纸横推装置连续运行一年未再出现漏油现象,油封及输出轴等执行件寿命提高。
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