2014, 39(9):1-3. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.001
摘要:采用数值方法研究润滑油环境黏度和接触椭圆比对纯挤压热弹流油膜特性的影响。结果显示:随着黏度的降低,冲击-反弹总时间延长,中心压力峰值降低,第二压力峰变矮;与此对应的中心膜厚降低,中心温升也降低。随椭圆比的增加,冲击-反弹时间缩短,中心压力曲线的主峰和第二压力峰逐渐融合,压力幅值降低;中心膜厚则先增加后降低,最小膜厚则逐渐增加。与中心压力曲线的分布类似,中心温度的第二峰和主峰也逐渐融合,总体温升降低。
2014, 39(9):4-7. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.002
摘要:由于存在点磨削变量角度,点磨削纹理特征不同于常规外圆磨削。采用简化方法对点磨削表面纹理进行表征与分析;分析表面纹理方向对流体动压润滑效果的影响。在流体润滑条件下,对不同点磨削表面纹理方向的零件进行摩擦磨损试验,研究点磨削纹理方向对零件摩擦学性能的影响。结果表明:点磨削表面纹理方向的改变,会影响流体动压油膜的形成以及形成的油膜厚度的大小;在不同载荷作用下,不同纹理方向的零件的摩擦因数也不同,流体动压油膜的形成需要适当的载荷;在一定的工况下,存在使零件摩擦学性能最优的表面纹理方向,在生产中可以通过控制点磨削纹理方向来优化零件的摩擦学性能。
2014, 39(9):8-13. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.003
摘要:采用计算流体动力学软件、RNG k-ε模型、Simple算法和结构化网格,研究不同间隙、压比、转速等工况下密封表面凹槽结构对凹槽迷宫密封三维流场和泄漏流动特性的影响。结果表明:凹槽迷宫密封的凹槽结构可以更加充分地耗散气体的动能,从而有效地阻滞气体流动,减小气体的泄漏;迷宫密封的泄漏量随间隙的增大而增大,但凹槽迷宫密封泄漏量和泄漏量增加率都小于普通迷宫密封;随着压比的增大,凹槽迷宫密封的泄漏量有所增加,但相比于普通迷宫密封,其泄漏量增加的趋势在逐渐减小;随着转速的增加,凹槽迷宫密封更容易在凹槽内形成气旋效应,从而使其封严性能显著提高。
2014, 39(9):14-18. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.004
摘要:随着滚动轴承向着高速化和重载化的方向发展,在轴承设计需要考虑“偏载效应” 和轴承润滑的影响。以圆弧修型滚子为研究对象,建立偏载工况下的有限长线接触等温弹流润滑模型,研究滚子倾斜角度和卷吸速度对滚子次表面应力的影响。计算结果表明,当滚子发生倾斜后,滚子轴向的压力分布不均,受载端的油膜压力和von Mises应力明显增大,并随着倾斜角变大而增大;当滚子载荷不变,卷吸速度增大时,油膜出口区的二次压力峰逐渐增加,导致次表面最大von Mises应力增大,最大von Mises应力的位置向滚子表层移动。研究结果表明,滚子倾斜及卷吸速度对滚子的次表面应力有较大的影响。
2014, 39(9):19-22. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.005
摘要:通过在不同润滑条件下的热轧润滑实验,研究纳米润滑对板带钢热轧过程中轧制工艺参数、轧后表面质量及氧化层厚度的影响。结果表明:采用纳米润滑能够保证轧制过程顺利进行,相比传统轧制液能够降低轧制力10% ~16.3% ,减少终轧厚度10.8% ;同时能降低板带钢表面粗糙度,显著改善轧后表面质量;采用纳米润滑时板带钢轧后氧化层厚度只有7 μm左右,且氧化层致密、均匀,空洞、裂纹等缺陷较少。
2014, 39(9):23-29. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.006
摘要:求解气体润滑问题的最大难点在于如何获得雷诺方程的精确解。为了提高气浮主轴轴向支承系统的设计精度,在建立小孔节流气体静压止推轴承润滑数学模型的基础上,运用有限元方法对雷诺方程进行离散化。基于MATLAB7.0工具平台,采用超松弛迭代法,开发求解气体静压止推轴承压力方程与静特性的数值仿真软件。以某气浮主轴轴向闭式支承系统静特性参数设计为例,通过数值仿真,获得单侧止推轴承润滑气膜的压力分布,及不同节流孔直径与不同供气压力下的静特性性能;以刚度最大为优化目标,确定该气浮主轴止推轴承的结构参数与操作参数,并由此获得闭式支承系统的静特性。
2014, 39(9):30-35. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.007
摘要:采用多重网格法和多重网格积分法分别求解压力和弹性变形,采用双向逐列扫描温度求解温度控制方程,研究接触固体承受法向振动冲击下接触表面反向滑动的非牛顿润滑问题。结果显示:振动冲击将造成油膜压力、膜厚和温度的剧烈变化;挤压效应将造成油膜压力的剧增和温度的升高;而分离效应将造成油膜压力的剧降,但润滑不会失效;与同向相比,反向滑动的压力和膜厚小于对应瞬时的同向滑动值,而温度则高于同向滑动值,反向运动不利于润滑。
2014, 39(9):36-39. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.008
摘要:采用16种无机化合物对UHMWPE进行改性,在载荷98N、转速60.18mm/s、运动半径0.5cm和干摩擦条件下,在UMT-3型微摩擦试验机上,测定纯UHMWPE及改性UHMWPE与不锈钢球(ф3 mm 100Cr6钢球) 对摩60min时摩擦因数的变化,测定其磨痕宽度和深度,并对磨损表面进行XRD分析。结果发现:10%和5%二硫化钨、15%氧化锆及5%氮化铝改性UHMWPE的平均摩擦因数较小,它们适于干摩擦条件下与钢配副;5%硫化银、10%氧化铝及15%氮化硅改性UHMWPE的磨痕宽度和深度明显较纯UHMWPE的小,其磨损面和未磨损面的XRD分析结果一致,说明在轻微磨损过程中并未发生晶型改变。
林志斌 , 傅 攀 , 张尔卿 , 李晓晖 , 黄泽沛 , 陈 侃
2014, 39(9):40-45. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.009
摘要:采用声发射方法监测得到的复杂机械密封的声发射信号往往信噪比很低,对其工作状态进行分类存在一定的困难。提出一种基于声发射和小波神经网络的机械密封工作状态分类的方法。该方法将小波与神经网络结合,基于声发射信号时域和小波包能量分析的特征提取方法,充分利用声发射信号中的有用信息,能很好地表征机械密封的工作状态。以旋转轴用动密封装置为例,采用上述方法对其工作状态进行监测。实验证明,该方法能够有效地对复杂机械密封的工作状态或故障类型进行分类。
2014, 39(9):46-51. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.010
摘要:将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT) 按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。
2014, 39(9):52-56. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.011
摘要:对带直板式浮升力垫片的指式封严的浮升力特性进行数值分析,探讨转子表面线速度、封严间隙和进出口压差对浮升力垫片下表面的压力分布及浮升力和浮升力系数的影响。研究的封严结构由两层封严片(每层周向有72个指) 组成,计算时将包含一个完整的浮升力垫片和其相邻间隙的三维扇区模型作为计算域,并将封严片组处理为多孔介质。研究结果表明:进出口压差越大,浮升力越大;浮升力随封严间隙的增大而减小;转子表面线速度增大,浮升力缓慢增大;浮升力系数随进出口压差的增大而减小;浮升力系数随封严间隙的增大而减小;转子表面线速度增大,浮升力系数减小,封严间隙越小这种趋势越明显。
许曼曼 , 赵良举 , 杜长春 , 李云飞 , 康 帅 , 唐 陈
2014, 39(9):57-62. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.012
摘要:利用有限元软件建立往复式密封件模型,模拟不同劲度系数下密封件内径的变化,研究弹簧劲度系数、过盈量以及往复速度对密封件密封性能的影响,利用流体动力学计算泵汲率和生热量,利用生热量模拟橡胶温度场的变化。结果表明:簧后内径与劲度系数有着近似线性的关系;随着过盈量的增加,内行程油膜厚度增加,外行程油膜厚几乎不变,导致泵汲率增大,并且生热量随着过盈量的增加而增加,唇口温度随之增加;随着往复速度的增加,密封件的泵汲率及生热量都增加。
2014, 39(9):63-68. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.013
摘要:假设两相互啮合渐开线斜齿轮表面具有连续余弦波状粗糙度,建立斜齿轮微观稳态热弹流模型,利用多重网格法求解压力分布和多重网格积分法求解弹性变形,讨论粗糙度幅值和波长对油膜压力、膜厚及油膜中层温度的影响。结果表明:粗糙表面不利于润滑膜的形成,考虑粗糙度的表面使膜厚、压力及温度分布均出现层状鼓层现象;随着波长的增大,油膜厚度、压力及温度波动幅度有所减小,而随着波幅的增大,膜厚、压力及温度曲线均明显波动。因此,在工程实际中,要尽量增大粗糙度波长,减小粗糙度波幅以实现平稳的机械传动。
2014, 39(9):69-73. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.014
摘要:利用有限元软件ABAQUS对列车轮盘制动进行热机耦合分析。分析制动过程中,制动盘、螺栓紧固件等部件的温度、接触力、应力及应变的变化情况,并分析在不同列车速度、不同轴重以及两次连续制动的情况下制动盘表面温度的变化。结果表明:制动过程是一个快速升温,缓慢降温的过程,螺栓根部的应力最大;随着列车速度及轴重的增加,制动温度均呈线性增加,但在不同列车速度下,达到最高制动温度的时刻点是不同的;两次连续制动时,制动盘表面温度有两个峰值,其中第二次制动时的最高温度比第一次要低,但达到最高温度的时间更短。
2014, 39(9):74-78. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.015
摘要:建立人字槽径向气体动压润滑轴承的数学模型,采用局部积分有限差分法在不连续求解域内推导出气体润滑Reynolds方程的差分形式,通过求解获得轴承间隙内的气膜厚度、气膜压力、轴承承载力等状态特性,并分析径向间隙、螺旋角、槽深比、槽宽比和槽数等轴承几何结构参数以及转速等工况条件变化对轴承承载能力的影响规律。结果表明:人字槽轴承的压力在圆周方向呈锯齿形分布,人字形压力带环抱在轴颈上,使轴承在各个方向上均能承载,从而提高了轴承的抗振性和平稳性;增大偏心率,减小气膜间隙,增大螺旋角,减小槽深,增加槽宽比,适当增加槽数,均可提高轴承承载力;人字槽结构能够更好地实现气体动压润滑轴承动压效应,提高了轴承的承载能力和稳定性能。
2014, 39(9):79-82. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.016
摘要:为了提高刀具使用寿命、工件的表面质量和尺寸精度,金属切削过程中使用切削液是一种常用的有效的方法。但切削液会对人身健康和环境造成一系列的负面影响。为了合理地确定切削液的流量,利用普朗特对流换热边界层理论分析液态强迫对流条件下少量润滑的冷却机制,推导出液态强迫对流条件下充分冷却所需最少切削液流量公式,并对普朗特对流换热边界层理论在铝合金7050-T7451铣削过程中的适应性进行实验验证。实验结果表明,利用普朗特对流换热边界层理论可以对少量润滑冷却机制做出较为合理的解析。
2014, 39(9):83-86. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.017
摘要:基于VC++软件开发平台,设计一套摩托车盘式液压制动器制动泵性能检测系统。该测试系统功能可测试制动泵低压密封性与活塞空行程。介绍系统结构布置、测试原理与软件设计,并针对某型号制动泵样件进行测试。试验表明,该测试系统完全达到预设标准,未出现数据采集跳动较大及失真情况,可用于新产品开发设计、产品检测以及生产流程优化改进。
2014, 39(9):87-90. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.018
摘要:运用有限元理论与ABAQUS分析计算软件,建立某乘用车发动机气缸盖螺栓密封圈与缸体装配体的有限元计算模型,计算密封圈在装配状态下的最大接触压力和Von Mises应力,并采用静态面压试验进行验证。结果表明,该密封圈满足密封性与强度设计要求,具有足够的安全裕度;仿真分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析方法的合理性。分析密封圈与缸体的摩擦因数与密封介质压力对密封性能的影响。结果表明,密封圈与缸体的摩擦因数对密封性能影响较小;接触面上的最大接触压力随着密封介质压力的增大而增大,密封性能随之增强。
2014, 39(9):91-95. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.019
摘要:研究纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能。以不同的表面活性剂和不同的超声波分散时间制备纳米二硫化钼润滑油,考察表面活性剂和超声波分散时间对纳米二硫化钼分散稳定性的影响。采用四球机和描电镜考察纳米二硫化钼在润滑油中的摩擦学性能。结果表明,2%油酸表面活性剂和超声波分散30 min可有效提高纳米二硫化钼在润滑油中的分散稳定性,纳米二硫化钼在润滑油中具有良好的抗磨性能、减摩性能,特别是0.01%二硫化钼在润滑油中的抗磨性能和高负荷下的减磨性能更为突出。
2014, 39(9):96-99. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.020
摘要:针对一种无人水下航行器镁合金圆筒舱段楔环连接和密封结构,分析比较其连接处O形密封圈材料及密封圈表面润滑脂的选择,并通过密封性试验和相容性试验,考察选定的橡胶密封圈的密封性能及选定的润滑脂与橡胶密封圈的相容性。结果表明,三元乙丙橡胶密封圈对该楔环连接结构连接处的气密效果最好,而7608液压系统合成润滑脂与三元乙丙橡胶密封圈相容性优良。
2014, 39(9):100-103. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.021
摘要:提出一种利用傅立叶变换中红外光谱法的在用润滑油黏度快速测定方法。采用该方法对标准油样和某润滑油在用油样进行傅立叶变换中红外光谱分析,选择1 465 cm-1作为测定其黏度的特征峰,分别对标准油和在用油样的黏度和相应红外光谱的特征峰处的吸光度进行相关性分析,给出回归方程。并用该润滑油的新油样品较正了标准油的回归方程。结果表明,利用傅立叶变换中红外光谱法测定在用某润滑油的黏度是可行的,测定结果是可靠的。
2014, 39(9):104-107. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.022
摘要:通过力学模型和理论分析,建立W形柔性石墨金属缠绕垫片弹性变形公式。以国家标准中4.5 mm厚度的缠绕垫片为基准,分别用不同宽度的平钢带设计出3种W形钢带结构,并通过正交试验研究不同W形钢带结构的柔性石墨内外环缠绕垫片在不同缠绕压紧力和拉紧力时的压缩-回弹性能,得到性能最佳的参数组合。
2014, 39(9):108-115. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.023
摘要:高压共轨燃油喷射系统已发展为柴油机喷油系统的主流,其喷射压力的提高直接受到高压油泵泵油能力的制约。柱塞副泄漏是导致高压油泵容积效率降低、泵油能力下降的关键因素。从影响柱塞副泄漏的几个关键因素出发,概述相关研究的发展现状,总结该领域的理论研究和应用特点,提出现有研究存在的问题及未来可能的研究发展方向。
2014, 39(9):116-118. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.024
摘要:按照3RT真空平板硫化机的生产要求,设计DRT内骨架油封模具结构,并根据生产过程中存在的问题对模具结构进行改进。试模及正常生产表明,设计的模具操作方便,成形后的油封半成品外观良好,满足质量要求。
2014, 39(9):119-120. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.025
摘要:刮板输送机工作环境恶劣,其链轮轴组的浮动油封经常失效导致漏油,轻则造成润滑油浪费、工作环境被污染,重则导致链轮轴组内轴承损坏。从链轮轴组浮动油封自身质量、组件安装、用户使用等各环节对造成密封失效的各种因素进行分析,对提高链轮轴组密封可靠性有一定参考作用。
2014, 39(9):121-124. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.09.026
摘要:根据高速泵增速箱的结构特点,提出一种油液监测和振动分析相结合的早期故障诊断方法。通过对高速泵齿轮箱的一次诊断事例说明该诊断方法有有效性。采用振动监测分析和油液分析相结合的诊断方法,可更准确地判断设备早期故障,从而避免设备状态恶化引起的严重事故。
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