2014, 39(5):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.001
摘要:轴向柱塞泵滑靴的底面结构直接影响滑靴副的油膜性能,为了摸索出一种适合于35MPa高压轴向柱塞泵的滑靴结构,在分析滑靴副油膜压力调节原理的基础上,利用ANSYS软件的FLUENT模块,分别对具有内辅助支承面 (简称为“一环结构”)及具有内、外辅助支承面(包括“二环连通结构”和“二环不连通结构”)底面结构的滑靴对油膜性能的影响进行数值分析。分析结果表明,“二环连通结构”滑靴的性能最差,而“二环不连通结构”的滑靴的综合性能最优,是研制35MPa高压轴向柱塞泵的首选结构。但“二环不连通结构”的滑靴由于“一环”和“二环”间的外支承面属于高温区,且在密封带到边缘之间的坡度槽处压力损失过大,需进一步优化设计。
2014, 39(5):6-12. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.002
摘要:以轴用动密封Yx形密封圈为研究对象,运用有限元法建立二维轴对称模型,分析其在往复单向动密封中的密封性能,并对其不同工况下的力学性能进行研究。结果发现:动密封中Yx形密封圈主接触面最大接触应力、内部Von Mises应力的大小随时间而波动变化,且其作用位置随往复运动方向的改变而变化;主接触面平均摩擦力与介质压力、摩擦因数和密封间隙成线性关系,且几乎不因速度而变化,但最大摩擦力在各影响因素下却表现出了非线性特征;0.05~0.35m/s范围内,速度对剪切应力影响较小;介质压力、摩擦因数、密封间隙对内行程的剪切应力影响较大;外行程在密封圈的失效过程中起主要作用;密封圈与轴接触的表面、内唇唇口、沟槽以及根部为易破坏的部位。仿真结果与实际失效特征吻合。
2014, 39(5):13-16. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.003
摘要:采用共混-冷压-烧结制备工艺制备MoS2、聚酰亚胺和芳纶纤维填充的聚苯酯/聚四氟乙烯(POB/PTFE)复合材料,在MRH-3型高速环块摩擦磨损试验机和WD-W-200型万能材料试验机上考察不同填料对POB /PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。实验结果表明:聚酰亚胺和芳纶与POB的协同润滑与减磨效应降低了POB/PTFE复合材料的摩擦因数与磨损量,并提高了复合材料的压缩模量和压缩强度;与MoS2/POB/PTFE复合材料相比,聚酰亚胺和芳纶纤维填充的POB/PTFE复合材料有着更好的力学性能、摩擦稳定性和耐磨性。
李文凯 , 张 勃 , 吉洪湖 , 杜发青 , 刘红梅 , 陆海鹰 , 邓明春
2014, 39(5):17-22. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.004
摘要:改变直通式斜齿封严的7个主要的几何参数(封严间隙、齿高、齿距、齿宽、齿数、前倾角、后倾角),建立27个模型,通过数值模拟计算,研究气动参数(进出口落压比)及主要几何参数对其泄漏特性的影响规律。结果表明,斜齿封严的流量系数随着落压比和封严间隙、齿高、齿宽的增大而增大,随着齿距、齿数的增大而减小;前、后倾角对斜齿封严的流量系数有较为明显的影响,随着前倾角的增大流量系数先减小后增大,而随后倾角的增大流量系数单调减小。这是因为斜齿齿腔壁面出现局部涡旋,且随着后倾角增大涡旋区域增大,齿内流动耗散增强,因而流量系数减小。
2014, 39(5):23-27. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.005
摘要:油气长输管道在运行过程中受腐蚀、结垢的影响,管道内壁表面状态会发生显著的变化,进而会引起管道内流场和沿程流体摩擦阻力的变化,目前在这方面的研究比较欠缺。基于计算流体动力学软件FLUENT,数值模拟在腐蚀、结垢条件下管道内壁表面状态发生改变后,管道流体摩擦阻力的变化情况。结果表明:管道结垢后在内壁形成凸起,流通面积减小,沿程摩擦阻力系数变小,单位长度压降和总的能量损失增大;管道腐蚀后在内壁形成凹坑,沿程摩擦阻力系数和单位长度压降均减小,说明形成腐蚀坑后不规则表面可能具有一定的减阻效果,研究可为基于表面纹理的管道减阻提供一定的参考依据。
2014, 39(5):28-34. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.006
摘要:通过数值求解研究表面凸起和凹坑缺陷对点接触等温稳态弹流润滑油膜厚度和压力的影响,并讨论了缺陷位置和尺寸的影响。结果表明,凸起或凹坑缺陷对接触区的膜厚和压力的影响不同:当单个凸起位于接触区出口油膜颈缩处时,润滑情况较差;而单个凹坑靠近接触区中心位置时,油膜压力较高,对接触表面不利;凸起的高度越大,宽度越小,对接触区的润滑情况影响越大;而凹坑的深度和宽度越大,对接触区的润滑情况影响越大。
2014, 39(5):35-40. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.007
摘要:比较动压润滑波形表面径向轴承和圆轴承在静态性能方面的差别,研究波幅比和安装角对波形表面径向轴承静态性能的影响规律。数值计算结果表明,在大多数情况下,波形表面轴承的承载能力高于圆轴承,但是在某些波幅比和安装角下,会出现相反的情况;在总体趋势上,波形表面轴承的承载能力随着波幅比的增大而增大,但是当波幅比小于0.15时,此规律可能不再适用;安装角对波形表面轴承承载能力的影响较为复杂,而且在不同的波幅比和不同的偏心率下会有不同的表现,因此,在波形表面轴承的设计和使用中,需要对安装角加以特别的关注。
2014, 39(5):41-46. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.008
摘要:以无限宽径向滑动轴承为研究对象,考虑油膜中同时存在层流和紊流两种流态,基于层流、紊流润滑理论,联立求解雷诺方程、能量方程和温黏方程,分析油膜中流态变化,得到压力分布、承载力、摩擦力和最高温度等特性参数。结果表明:随着转速的升高和偏心率的增大,油膜内流体从完全层流转变为完全紊流要经过一个复杂的流态变化过程;与单一层流流态相比,混合流态下油膜承载力和摩擦力较大,温升较高,黏度变化较大,这表明流态的改变和热效应对轴承特性有着不可忽略的影响,在计算轴承特性时,应准确判断油膜中流态,并考虑热效应的影响。
2014, 39(5):47-50. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.009
摘要:考察不同分散剂对石墨烯在水中的分散稳定性的影响,研究不同石墨烯含量、不同试验载荷和频率下石墨烯水溶液的减摩性能,分析石墨烯水溶液润滑下GCr15/45#钢摩擦副表面的形貌,初步探讨其减摩机制。结果表明,分散剂KH560和CTAB可以改善石墨烯在水中的稳定分散性能,而且能降低石墨烯水溶液的摩擦因数,随着分散剂含量的增加,石墨烯水溶液的摩擦因数呈降低的趋势;石墨烯水溶液的减摩性能与试验载荷、频率等因素有关,其中载荷对石墨烯水溶液的减摩性能影响较大;去离子水润滑时GCr15/45钢摩擦副表面摩擦机制为腐蚀磨损和磨粒磨损,石墨烯水溶液润滑时摩擦机制为磨粒磨损。
2014, 39(5):51-55. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.010
摘要:对切削液油雾产生的机制进行理论分析,并对切削液油雾形成的影响因素进行实验研究。实验在密闭的车床内进行,利用车床的供液系统采用浇注式供给磨削液,在油雾产生密集区域内安装有磨削液雾滴粒径的测量装置,该装置中的共聚焦显微镜可观察切削液雾滴在空气中的分布,精确扫描单颗雾滴的形态轮廓,通过计算机可计算出雾滴的分布和直径尺寸。分别控制主轴转速和切削液流量,探究对所形成的油雾浓度和平均直径的影响。实验结果表明:金属加工过程中主轴转速和切削液流量对切削液油雾特性的影响显著,随着主轴转速的增加,油雾的平均直径减小,而油雾浓度却呈上升趋势;随着切削液流量的增加,油雾的平均直径变大,并且油雾浓度同样呈上升趋势。
2014, 39(5):56-61. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.011
摘要:热氧化和水解是造成酯类合成油衰变的最重要原因,也是影响酯类基础油的有效使用寿命的关键因素。在恒温箱中对3种酯类基础油进行连续老化试验,考察其在在无水、有水(铜片作为催化剂)以及有添加剂存在条件下的运动黏度和总酸值的变化,并结合差示扫描量热法(DSC)所测得的起始氧化温度,比较酯类油的热氧化、水解情况以及抗氧剂对酯类基础油老化过程的影响。试验结果表明:酯类基础油的热氧化稳定性与其自身分子结构有关,含有芳烃或合成的醇类结构中不含β-H的基础油会具有较好的热稳定性。酚类和胺类抗氧剂能有效地抑制不饱和多元醇酯类基础油的热氧化速度,起到较明显的抗氧化作用,并具有一定的抑制基础油水解的效果。
2014, 39(5):62-68. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.012
摘要:高精密液体静压主轴系统正常工作时,系统不均匀的温度分布、润滑油膜的压力分布都会造成应力集中和主轴系统结构变形,导致主轴过早失效。基于单向流-固耦合理论,以FLUENT和Workbench为联合仿真平台,对液体静压主轴的力-结构变形和热-结构变形以及应力分布进行分析研究。分析表明:主轴工作达到稳态后,轴承静压腔内的压力分布均匀,回油槽以及出口位置的温度梯度大,平均温度高于油垫的温度;静压轴承润滑油膜的压力和温度分布对主轴的径向变形影响更为明显,进而影响主轴的刚度;电主轴转子的温升是影响主轴应力集中的主要因素,对主轴工作的油膜间隙影响不明显。
2014, 39(5):69-71. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.013
摘要:针对井下增压器活塞密封问题,提出以非接触式迷宫间隙密封代替原有填料密封。构建迷宫间隙密封的二维增阻槽模型,基于ANSYS Fluent流体仿真软件,采用SST模型和SIMPLE算法,分析单个槽槽深和槽宽与泄漏量之间的关系,并探讨有限长度下增阻槽的布置方法。结果表明:槽深一定时,泄漏量随着槽宽的增大而增大;槽宽在1mm以上时,当槽宽深比在2∶1左右泄漏量最小;槽深增大达到槽宽深比为1∶1时,随着槽深增大泄漏量的变化趋于平缓。在有限长度下,槽间距增大,槽与间隙进出口的距离减小,泄漏量随着槽间距的增大呈现出先减少后增大的规律,因此必须合理匹配槽间距及槽与间隙进出口的距离,才能达到较好的密封效果。
2014, 39(5):72-76. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.014
摘要:利用轧机油膜轴承试验台对新研制的油膜轴承油RS220和RM220进行台架试验,分析试验台运行性能的稳定性,评价不同轧制工况下油膜轴承油的承载性、抗磨性和抗泡性,测量并拟合润滑油黏温曲线。结果表明:试验台运行性能稳定,能够为油膜轴承油的性能测试提供基本保障;2种润滑油的黏温性能和抗泡性能相当,但润滑油RS220的抗磨性能相对较好,且低速中载时的承载性能较优。
2014, 39(5):77-81. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.015
摘要:以某概念型往复式摩擦磨损试验机为平台,对试验测试过程造成较大影响的往复运动系统进行动力学分析,利用配重法对其产生的惯性力进行平衡,完善该系统动力学特性;采用多体动力学分析软件ADAMS对往复运动系统动力学特性的优化效果进行验证。结果表明:利用配重法对往复运动系统的惯性力进行平衡后,机身摆动力大幅度减小,摆动力矩也有所减小,因此采用配重法来平衡惯性力是可行的。
2014, 39(5):82-86. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.016
摘要:对波纹管型机械密封进行受力分析,探讨波纹管工作时所受力波动变化的原因并提出计算公式。分析表明,波纹管型机械密封的动环在高速转动时,波纹管由于自身结构及制造安装误差造成的机械密封动环及静环的不平行,将导致动环和静环之间流体形成变化的动压力,而动压力的波动变化,是导致波纹管发生疲劳破坏的主要原因。采用ANSYS软件对J113-070/UBEGCF波纹管在一定工况下进行静应力分析,找出受应力最大的节点并计算其寿命。
刘 洋 , 祝 超 , 胡 萍 , 谭淼淼 , 潘 濛 , 黄樟华 , 史均达
2014, 39(5):87-92. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.017
摘要:为减少轮缘与铁轨之间的摩擦,制备以己二酸二异辛酯为基础油的锂基固体润滑脂,对其滴点、锥入度、腐蚀性能、含水量、分油率、抗磨性能和降解性能进行测定,并对结构进行表征。研究结果表明:当异辛醇与己二酸的摩尔比为2.5∶1,带水剂用量为7mL,催化剂用量为0.146g,反应时间为60min时,合成双酯的酯化率最高,达到99.13%。当双酯基础油为81%,稠化剂为14%,反应温度为105℃左右,反应时间为3h,以及添加少量添加剂时,所制得的润滑脂性能最好,其滴点为196.5℃,锥入度为280.4×0.1mm,最大无卡咬负荷为490N。微生物降解实验表明,己二酸二异辛酯基础油和制得的润滑脂均具有一定的生物降解性,降解率分别为78.2%和69.6%。
2014, 39(5):93-97. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.018
摘要:针对目前润滑站系统加注过程误差大、效率低等缺点,提出一种基于CAN总线和射频读卡器的多线润滑站控制系统。该系统利用VB编程工具建立PC与射频读卡器串行通信接口,利用组态软件WebAccess对系统进行实时监控、管理、控制。与以往润滑站系统比较,该控制系统经济实用、设计合理、运行可靠,同时可以达到自动加注油和远程监控的目的。
2014, 39(5):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.019
摘要:不同基质的润滑脂由于其成分的差异,受到剪切后黏度的变化程度不同。利用AR2000ex型流变仪研究3种不同基质的润滑脂在不同工作阶段的流变性能。结果表明,通过控制剪切速率得到特定条件下的流变曲线,可以分析出润滑脂在性能上的差异;锂基润滑脂无论是停止工作时的稳定性,还是工作时受剪切情况下的润滑性能,都优于钙基润滑脂和尿素基润滑脂;润滑脂的流变曲线基本符合Herschel-Bulkley模型,而且润滑脂的触变性表现为影响润滑脂的屈服应力。
2014, 39(5):103-107. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.020
摘要:采用四球极压和四球抗磨试验机以及攻丝扭矩试验机(MicroTap)考察硝基化合物和高分子聚合酯在纯油型金属切削液中的润滑极压性能,探讨使用硝基化合物取代氯化石蜡研发重负荷无氯切削油的可行性和机制。结果表明:硝基化合物润滑添加剂能有效提高切削油的润滑和抗磨性能;与硫类极压剂复配能显著提高切削油的烧结负荷,其润滑极压性能与氯化石蜡相当。
2014, 39(5):108-110. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.021
摘要:利用FT-IR红外光谱仪对6种柴油机在用润滑油中柴油含量进行定性定量分析,并采用Minitab软件对柴机油润滑油中柴油的含量与其红外特征吸光度的相关性进行分析。结果表明:红外光谱法可以快速有效地检测出润滑油中柴油含量,且柴油稀释含量与红外特征吸光度存在良好的线性相关,相关因子为0.05。
2014, 39(5):111-116. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.022
摘要:随着压电陶瓷应用领域的不断扩大,压电陶瓷作为一种精密驱动器件,其性能受到研究者的广泛关注。介绍压电陶瓷材料的基本压电性能,综述近年来国内外压电陶瓷材料的最新研究进展,以及为使压电陶瓷材料更充分应用于生产实践中所采取的一系列改性措施。介绍压电陶瓷在等离子喷涂方面的应用,讨论并展望了其未来的发展方向和应用前景。
2014, 39(5):117-120. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.023
摘要:从电弧的形成机制、电弧侵蚀及其影响因素、电弧对摩擦磨损性能的影响以及电弧抑制方法4个方面,综述当前电弧的研究成果,归纳出电弧对摩擦磨损性能的影响及目前采用的熄弧方法,并指出各种有效熄弧方法的研究是未来电弧理论研究的方向。
2014, 39(5):121-124. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.024
摘要:分析某石化公司大型三相异步电动机漏油的原因,指出电动机外漏的原因为油封内的压力高于外界压力,内漏的原因为内风扇转动时在轴承处产生局部负压,使油封内的压力大于机腔内的压力。针对电动机存在的密封环磨损问题,设计可调式自动跟踪密封环,并根据密封试验中出现的密封环断裂问题,提出用石墨填充聚四氟乙烯密封环代替石墨密封环。实际工程应用结果表明,可调式自动跟踪密封环很好地解决了电动机轴承油封漏油问题。
2014, 39(5):125-128. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.025
摘要:为加强对苏里格气田天然气压缩机组的管理,建立以二级油液监测为核心的三级油液监测体系。三级油液监测体系为天然气压缩机组的管理提供了有效的手段,为开展压缩机组故障诊断、延长换油周期、降低维修费用,从而保障压缩机组的安全可靠运行奠定了基础。
2014, 39(5):129-132. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.05.026
摘要:针对某大直径回转装置密封部位摩擦力过大的问题,对不同密封元件及其在不同润滑状态下的摩擦特性进行实验研究,并结合润滑脂弹性流体动力润滑理论进行减摩机制分析。研究结果表明:回转装置密封部位在低温下摩擦力急剧增大;普通硅橡胶O形圈不适合对摩擦力有严格限制的旋转密封,而填充聚四氟乙烯组合密封圈则可以有效降低密封部位的摩擦,且动静摩擦力趋于一致;在动密封滑动摩擦面上添加特种润滑脂后,形成弹流润滑膜,回转装置在-40~60℃范围内特别是在-40℃时的摩擦力进一步降低,从而可使密封部位摩擦力对回转装置动态性能的不利影响减到最小。
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