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  • 2014年第39卷第3期文章目次
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    • 气浮台轴颈轴承的参数设计

      2014, 39(3). DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.025

      摘要 (1889) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:单轴气浮台气体轴承由止推轴承和轴颈轴承组成,轴颈轴承虽没有负载要求,但要求具有较高的气膜刚度 和一定的径向抗干扰力。对气浮台轴颈轴承按最大刚度准则进行抗干扰设计,表明轴颈轴承采用2个短轴承比长轴承更 能提高刚度和抗干扰力。分析轴承供气孔位置、气膜间隙、供气孔数以及供气孔直径对轴承静态特性的影响,确定轴承 的最佳参数以获得较大的气膜刚度和良好的静压稳定性。对设计的轴颈轴承进行径向抗干扰力校核,保证了气浮台具有 良好的工作性能。

    • 纳米氧化锌和石墨填充聚酰亚胺摩擦学性能研究

      2014, 39(3):1-3. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.001

      摘要 (1902) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用M-2000 型摩擦磨损试验机考察单一纳米氧化锌(ZnO)和石墨以及二者复合填充聚酰亚胺(PI) 复合材料在干摩擦下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI 复合材料及其对偶件磨损表面形貌状况。结果表明,填充纳米ZnO后,PI复合材料的摩擦学性能变差,填充石墨后,PI复合材料摩擦学性能显著改善;而复合填充纳米ZnO和石墨后PI复合材料的摩擦学性能最佳,即二者存在明显的协同效应。PI 复合材料的摩擦磨损性能同其在偶件磨损表面形成的转移膜的性质密切相关,纳米ZnO能显著增强转移膜与对偶件的结合强度,不同PI复合材料呈现不同的磨损机制。

    • 基于能量耗损的齿轮摩擦学系统故障规则研究

      2014, 39(3):4-6. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.002

      摘要 (1677) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对齿轮在发生故障时输入能量耗损会发生变化这一现象,提出一种基于能量耗损的齿轮摩擦学系统故障 诊断方法并建立故障规则。研究齿轮摩擦学系统与能量耗损理论;设计齿轮能量监测试验台,获取齿轮能量耗损信息; 采用神经网络与模糊理论规则提取方法,选择输入功率作为齿轮能量耗损信息,对模糊控制规则进行修改,建立能量耗 损信息的齿轮模糊的故障规则。研究表明,基于能量耗损的齿轮故障规则是有效准确的,为实现基于能量耗损的故障诊 断奠定了基础。

    • 气体轴承-转子系统的典型振动特性分析

      2014, 39(3):7-13. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.003

      摘要 (1797) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:给出了单跨、气体轴承支承的转子系统中出现的共振、气膜半速涡动(包含临界半速涡动)、双低频特性、气膜振荡、工频碰磨、低频碰磨等典型振动现象,采用轴心轨迹,分岔图,以及频谱图等振动测试分析方法,呈现了以上典型振动现象的动力学特征,为识别气体轴承中的典型振动现象提供试验数据支持;同时,针对以上典型振动特征,采用轴承-转子系统的载荷运动平衡方程,给出了定性的理论分析以及相应的控制方法,为气体轴承-转子系统的振动控制与稳定性研究提供可借鉴的数据和方法。

    • 低渗油藏水平井分段压裂封隔器密封结构研究

      2014, 39(3):14-17. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.004

      摘要 (1839) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:低渗油藏水平井分段压裂压缩式封隔器,由于处于高温、高压、复杂深部地层环境,胶筒组常出现坐封力低和坐封提前失效、胶筒与中心管间产生渗漏等问题,导致封隔器密封失效。提出一种十字锥形隔环与槽形胶筒组组合的新密封结构,基于ABAQUS软件分析其胶筒组沿井壁、中心管轴向接触应力,沿井壁的Mises应力分布,以及硬度、坐封力对其接触应力的影响。研究表明,新型密封结构的胶筒组与井壁、中心管接触更加充分,各胶筒接触应力显著提高且分布均匀,保证了封隔器的密封可靠性;胶筒组与井壁间的Mises应力降低,避免了胶筒组被撕裂;随着硬度、坐封力的增加,胶筒组与井壁间的接触应力增加。

    • 脉冲电沉积制备纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

      2014, 39(3):18-21. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.005

      摘要 (1843) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV 2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶Co Ni合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。

    • 平面滑块轴承在不同温度边界下的承载能力分析

      2014, 39(3):22-27. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.006

      摘要 (1641) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对平面滑块轴承,建立考虑温度对密度和黏度影响的流体动力润滑模型。用有限差分法求解温度场,多重网格法求解压力场,基于几种不同的温度边界条件分析几何楔和热楔对轴承承载能力的影响。结果表明:发热和温升降低了楔形滑块的承载能力,而热楔对平行滑块轴承承载能力的贡献是正面的

    • MoS2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

      2014, 39(3):28-32. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.007

      摘要 (1757) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨MoS2固体润滑涂层在抗扭动微动磨损中应用的可行性,对MoS2涂层在扭动微动下摩擦力学性能进行有限元分析,研究扭转角位移幅值、法向载荷、摩擦因数等对MoS2涂层接触表面力学行为的影响,并与基体材料扭动微动力学行为进行比较。分析结果显示:MoS2涂层扭动微动运行区域的改变消除了混合区裂纹萌生与扩展所产生的损伤;MoS2涂层在部分滑移区和滑移区,其表面塑性应变虽比基体大,但明显较小的摩擦剪应力,在部分滑移区不足以启动MoS2涂层晶体的滑移,在滑移区对塑性流动层的剪切作用不够,因此MoS2涂层表面磨损较轻微,即MoS2能有效发挥抗扭动微动磨损作用。

    • 基于微凸体接触理论的内燃机滑动轴承热弹性流体润滑研究

      2014, 39(3):33-37. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.008

      摘要 (1692) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于GREENWOOD和TRIPP微凸体接触理论,计入温度、弹性变形等影响因素,建立内燃机主轴承的数学模型和实体模型,计算研究其润滑性能与表面粗糙度之间的关系。结果表明,计入表面粗糙度后,由于微凸体接触力相对较小,油膜压力略有增加,油膜温度变化不大,摩擦功没有显著的增加;粗糙表面增大粗糙接触压力,造成轴颈不对中倾斜程度加剧;随着表面粗糙度的增加,油膜压力降低,厚度增加,峰值粗糙接触压力增大。

    • 电镀锌螺栓摩擦系数影响因素的实验研究

      2014, 39(3):38-42. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.009

      摘要 (3649) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前电镀锌螺栓扭矩系数散差大,不利于预紧力控制的问题,基于单因素方差分析理论,通过对不同 螺栓强度等级、镀层厚度、钝化层、支撑面硬度的镀锌螺栓进行拧紧实验,找出影响螺栓摩擦因数的关键因素,发现D 级钝化层螺栓比C级能承受更大轴向力,可以有效提高螺栓效能。对影响螺栓摩擦因数的关键因素进行控制,通过对 控制前后实验数据的对比,发现控制后能有效地减少螺栓扭矩系数的散差,提高镀锌螺栓连接的可靠性。

    • 摩擦块分布方式对摩擦盘温度场和应力场的影响

      2014, 39(3):43-47. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.010

      摘要 (1826) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用ABAQUS有限元软件,对3种不同分布方式的摩擦块与相同结构摩擦盘匹配摩擦时的温度场和应力场进行研究,分析摩擦速度为50 km/h的条件下,摩擦块分布方式对摩擦盘的温度场和热应力场的变化及分布的影响。结果表明:在摩擦块形状和摩擦副总接触面积相同的情况下,摩擦块数量增加可使摩擦能量分布均匀化,摩擦块与摩擦面接触变均匀,接触压力减小,起到降低摩擦盘和摩擦块峰值温度的作用;同时摩擦盘沿厚度方向的温度波动程度降低,摩擦块的轴向位移减小;摩擦条件一定时,摩擦盘的表面应力不随摩擦块数量的变化而变化。

    • 齿轮油GL-5润滑及压力性能的试验研究

      2014, 39(3):48-51. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.011

      摘要 (1865) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对齿轮油GL 5的润滑性能研究,探讨其在接触区承受接触压力的变化。在四球试验机上开展20和100 ℃下GL 5的磨损试验研究,分析GL 5磨斑直径与负荷的变化规律,探讨其接触压力的行为特征。结果表明,温度对GL 5的润滑油性能有影响,温度从20 ℃升高到100 ℃时,其最大无卡咬负荷从1 236 N降低到981 N;接触压力与负荷呈先增加后降低的变化规律,当负荷超过最大无卡咬负荷时,接触压力急剧降低,对应的Streibeck量纲一特征参数显著增加;摩擦因数随负荷呈非线性增加,温度对GL 5摩擦因数的影响较小。若GL 5承受更高的接触压力,则需提高其承载能力。

    • 黏结剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

      2014, 39(3):52-56. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.012

      摘要 (1854) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用硅橡胶、丁腈橡胶共混改性酚醛树脂黏结剂,利用湿法工艺制备纸基摩擦材料试样。借助湿式摩擦性 能试验机以及扫描电镜研究橡胶改性酚醛树脂黏结剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能和表面形貌的影响。实验结果表明: 与单纯采用酚醛树脂黏结剂相比,使用丁腈橡胶-酚醛树脂共混黏结剂提高了纸基摩擦材料的静摩擦因数,但动摩擦因 数和耐磨性能有所降低;而使用硅橡胶-酚醛树脂共混黏结剂不仅提高了纸基摩擦材料的动、静摩擦因数,也使其耐磨 性能有所提升。

    • 基于Ansys不同螺旋槽艉轴承的结构静力分析

      2014, 39(3):57-62. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.013

      摘要 (1903) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:海水润滑橡胶艉轴承沟槽结构有轴向水槽和周向水槽之分,周向水槽亦有许多形式的螺旋槽,而不同形式 的螺旋槽结构对艉轴承力学性能有着重要的影响。针对不同螺旋槽数目和不同螺旋槽半径大小的艉轴承模型,应用An-sys软件对其进行结构静力分析对比。结果表明,随着槽数的增加,艉轴承的最大位移量逐渐减小,其最大应力值却逐 渐增大;而螺旋槽半径和螺旋角若太小或太大,都会使得艉轴承的最大应变值增大,且更容易造成应变相对集中。

    • 气缸套活塞环摩擦副上止点附近的低速润滑特性

      2014, 39(3):63-66. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.014

      摘要 (1900) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对柴油机气缸套-活塞环摩擦副在上止点附近的低速润滑问题,采用往复摩擦磨损试验方法,获得不同载荷、不同润滑介质条件下,速度对润滑特性的影响规律。试验结果表明:低速区域滑动速度的微小变化带来了上止点附近润滑特性的明显改变。当载荷为10 MPa,滑动速度小于04 mm/s时,润滑油中的添加剂ZDDP会显著减小摩擦力;滑动速度大于04 mm/s时,添加剂ZDDP对减小摩擦力的影响减弱。当载荷为20 MPa时,添加剂ZDDP在试验速度范围内会一直减小摩擦力。

    • 机械密封用锥形叶片式泵效环泵送能力

      2014, 39(3):67-70. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.015

      摘要 (1903) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用离心泵理论,对一种机械密封用锥形叶片式泵效环的性能进行理论分析,并利用CFD软件对泵效环的性能进行数值模拟,获得泵效环邻域流场的压力分布,给出泵效环泵送能力的理论分析表达式即扬程表达式,分析泵效环转数和叶片数对其泵送能力的影响。理论分析结果和数值模拟结果基本一致,确认模型的合理性。随着泵效环转数和叶片数的增加,其泵送能力相应增加,但是随着叶片数的增加,空化空蚀现象会更易发生。

    • CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的磨损研究

      2014, 39(3):71-74. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.016

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石的试验研究,对刀具的磨损特性以及不同加工参数与磨损面积的相关性进行分析。试验结果表明,CVD氮化钛涂层刀具加工天然大理石时主要磨损特性为切削刃的磨损区出现涂层的剥离、刃口区出现崩刃与机械犁沟等现象;切削深度、主轴转速与刀具磨损面积显著相关,其中主轴转速相关性较大;试验得到的刀具最优的参数组合为:主轴转速12 000 r/min、进给速度1 750 mm/min、切削深度1 mm。

    • 油膜轴承油黏温特性研究

      2014, 39(3):75-78. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.017

      摘要 (1907) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究油膜轴承油的黏温特性,采用NDJ 5S数显旋转黏度计测定S220、M220和H460三种油膜轴承油在常压、20~90 ℃温度范围的黏度值,得到不同黏度等级油膜轴承油的黏温曲线,并采用幂关系式和指数关系式对黏-温曲线进行拟合,得到三种油膜轴承油的黏温公式。分析比较拟合结果表明,在20~90 ℃温度范围内以幂关系作为油膜轴承油的黏温公式更符合实际情况。

    • 高速电主轴油气润滑流场仿真分析

      2014, 39(3):79-83. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.018

      摘要 (1871) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用三维软件Solidworks对电主轴进行建模,研究在不同转速下油气润滑流体流经电主轴时的速度场分布情况;分析电主轴转速、电主轴定转子间隙对润滑流场的影响。结果表明:随着电主轴转速增加,润滑流体流出电主轴的速度不断增大,当转速超过一定值后润滑流体流场变化剧烈,且出口处流场的最大速度区域出现位置一般呈90°夹角分布;流体流经定转子间隙时,速度场在轴向上呈现先增加后减小的趋势,在径向上呈现由转子表面向定子表面递减的趋势;通过增加出口长度的方法,可以提高回流现象出现的临界转速。

    • 基于ANSYS的剖分式机械密封数值分析

      2014, 39(3):84-90. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.019

      摘要 (1935) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用ANSYS有限元软件对剖分式机械密封动环、静环3D模型进行数值模拟,研究不同螺钉预紧力、介质压力和弹簧比压下剖分式机械密封的分型面对整体机械密封的影响及分型面的连接紧密性。结果表明:连接螺钉应力分布符合螺钉实际受力情况,验证了利用有限元法模拟仿真的正确性;不同工况下,承载螺钉预紧力的剖分式机械密封动、静环端面变形均呈轴对称、连续性分布,且适当的螺钉预紧力能有效减小端面变形,降低分型面对密封环整体性的影响;螺钉预紧力是影响分型面变形的主要因素,且随着螺钉预紧力增大,可有效降低分型面的变形量,提高分型面连接的紧密性.

    • 航空发动机滚动轴承内油气两相流动与温度场的数值模拟

      2014, 39(3):91-95. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.020

      摘要 (1824) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于VOF方法和滑移网格技术,研究喷射润滑下主轴承内部压力、温度场及油气体积比随转子转速及滑油 流量的变化规律。给出滑油在轴承内的相界面分布,描述轴承内油膜分布及运动。结果表明:轴承内压力和油气两相在 轴承内分布不均匀;油液体积分数随转速的升高而降低,随供油量的增加而增加,呈非线性关系;轴承内最高工作温度 随主轴转速的增加而增加;轴承润滑效果与供油量有直接的关系,不同的转速下对应不同的最佳供油量。

    • 基于CFD方法多项流油膜稳定性的影响

      2014, 39(3):96-100. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.021

      摘要 (2013) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用计算流体力学方法,使用多相流模型,建立滑动轴承中的油膜模型;计算不同的转速和偏心率下油膜 的载荷、最大压力和气化比例,分析它们随转速和偏心率的变化规律;利用该规律说明了实际汽轮发电机组在升速过程 中的稳定性的变化。结果表明:在偏心率不变的条件下,随着转速的增加,或在转速不变的条件下,随着偏心率的增 加,油膜载荷和最大压力均增加,油膜的气化比例提高,气化面积增加,因此转速过高或过低,偏心率过大或过小都会 使油膜的稳定性下降。

    • 摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验台研制

      2014, 39(3):101-104. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.022

      摘要 (1819) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对发动机不同型号连杆小端轴承摩擦磨损试验,设计并研制一种摆动摩擦副的摩擦磨损试验台。试验台由摆动机构、液压加载系统、数据采集和PC控制系统三大部分组成。以变频调速电机作为驱动装置实现试验台被测摩擦副的相对摆动;设计液压系统作为试验台载荷激励源,以模拟发动机爆发压力;通过改变脉宽调制(PWM)信号的频率和占空比,采用计算机控制技术实现对载荷激励的控制。试验台工作转速、激励幅值、激励频率可调范围大,信号采集、分析处理及存储均可自动完成,能满足不同规格、不同工况的发动机摆动摩擦副摩擦磨损模拟试验要求。

    • 深水大直径连接器双重密封设计

      2014, 39(3):105-109. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.023

      摘要 (1813) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计一种适用于1 500 m水深,油气压力为345 MPa的3048 mm管道的连接器锁紧机构的透镜式密封件。该密封件由透镜密封和O型圈密封双重密封组成,具有良好的对中性,可降低毂座法兰的预紧所需的轴向预紧力(减小毂座法兰的尺寸),具有一定的温度补偿能力,适应U级温度(-18~121 ℃)的工作环境。利用双重密封之间的间隙,设计密封性能测试方案。建立密封件实际模型并对其进行有限元分析,评估密封效果,验证双重密封的合理性和可行性,为样机设计提供理论依据。

    • 环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能影响的研究

      2014, 39(3):110-114. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.024

      摘要 (1886) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。

    • 发电机组电液伺服阀失效分析

      2014, 39(3):120-124. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.03.026

      摘要 (1847) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:电液伺服阀的工作介质抗燃油的变化是影响伺服阀工作的重要环节。根据某电站电液伺服阀在更换抗燃油后出现阀芯卡死现象,采用异物分析、质量缺失分析、混油试验分析等多源查找方法,分析伺服阀卡死故障的机制与影响原因。综合分析结果表明:伺服阀卡死故障主要是由于抗燃油液压系统换油后生成的油泥阻塞了阀体内阀芯部件的微小运动间隙,增大了摩擦阻力,引发卡死。而油泥主要来源是金属颗粒、抗燃油劣化组份、橡胶管道溶解产物以及外来污染产物如硅藻土和吸附剂等。

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