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  • 2014年第39卷第6期文章目次
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    • 热条件下表面中央凹陷对平面轴承承载力的影响

      2014, 39(6):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.001

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

      摘要:针对方形滑块平面轴承,建立热条件下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,基于几种不同的表面温度条件讨论表面中央凹陷的存在对承载能力的影响,并进一步分析凹陷的尺度对承载力的影响。结果表明:凹陷对承载力的贡献可能是正面的亦可能是负面的,这与表面的温度及凹陷尺度都直接相关。尤其需要指出的是在热楔占主导且边界条件为静止表面常温而运动表面绝热时,中央凹陷会减低承载力,即此时使用表面凹陷织构来提高承载力是不可行的。

    • 新型硼氮型长链烷基苯硼酸衍生物润滑油添加剂的摩擦学性能

      2014, 39(6):7-13. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.002

      摘要 (1631) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成一种硼氮型长链烷基苯硼酸衍生物润滑油添加剂(DBBT),利用四球摩擦磨损试验机考察单剂DBBT以及DBBT和二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的复合剂在矿物油(HVI WH150)中的摩擦学性能。实验结果表明,合成的添加剂DBBT在矿物油中有很好的油溶性,具有良好的抗磨性质,与ZDDP有很好的协同效应。用X射线吸收近边结构光谱(X ray absorption near edge structure(XANES) spectroscopy)分析单剂DBBT以及DBBT和ZDDP复合添加剂摩擦膜和热氧化膜的化学组成。结果表明,单剂DBBT摩擦膜中主要是氧化硼,复合添加剂摩擦膜主要由氧化硼、二硫化物、有机硫化物、亚硫酸盐以及少量的硫酸盐等组成。

    • 40CrNi2MoA合金钢的弯曲微动疲劳特性

      2014, 39(6):14-18. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.003

      摘要 (1578) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在不同弯曲载荷下,对40CrNi2MoA合金钢进行弯曲微动疲劳试验,建立其弯曲微动疲劳下的循环次数-应力曲线;通过对微动损伤区的微观分析,研究该合金钢的弯曲微动疲劳特性。结果表明:40CrNi2MoA钢弯曲微动疲劳应力曲线不同于常规疲劳应力曲线,呈现“C”型曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;相对于另外两个区域,混合区试样的裂纹更易萌生、扩展且微动疲劳寿命最短;试样表面的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;由于接触应力和弯曲应力的影响程度不同,弯曲微动疲劳裂纹的扩展分为三个阶段,即接触应力控制阶段、接触应力与弯曲疲劳应力共同控制阶段和完全受弯曲应力控制阶段。

    • 电液伺服摆动马达的密封泄漏与摩擦特性

      2014, 39(6):19-23. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.004

      摘要 (1642) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高电液伺服摆动马达的密封效果,借助于有限元软件ADINA对采用聚四氟乙烯密封件和O形圈的组合密封在不同密封结构、预压缩量和介质压力下进行接触应力分析;由缝隙流动原理推导泄漏量和摩擦力之间的关系;综合考虑密封泄漏量和摩擦力,确定适合于摆动马达的密封结构形式及预压缩量;利用摩擦磨损试验机测试聚四氟乙烯在相同介质压力、不同频率下的摩擦因数,分析其摩擦情况。结果表明,O形圈预压缩量为20%时具有较好的密封效果;星形密封件具有更高的耐压能力,更适合于摆动马达的应用场合;聚四氟乙烯的摩擦因数随着工作频率的增加而减小,说明其适合在高频率的条件下工作。研究表明,该组合密封符合电液伺服摆动马达的动态性能要求。

    • PAO油和硅油调和基础油的特殊黏度变化规律

      2014, 39(6):24-27. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.005

      摘要 (2155) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过测定不同黏度的聚α-烯烃(PAOs)、硅油及其不同调和比例混合基础油在-50~50℃时的运动黏度,研究调和基础油的黏度随调和组分和温度的变化规律。结果表明,调和基础油的实测黏度远小于按国际通用黏度模型计算得到的黏度值;黏度相差较大的PAO油与硅油调和时,调和基础油的高低温运动黏度均在两调和组分的黏度之间变化;而黏度接近的PAO油与硅油调和时,在一定成分范围内,调和基础油的低温运动黏度低于两调和组分的黏度,其低温流动性更加优异。特定的PAO油与硅油能够相互用作低温降黏剂进一步改善润滑油的低温性能。通过引入分子间相互作用对这一现象进行了解释。

    • 微尺度下液体静压轴承性能研究

      2014, 39(6):28-34. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.006

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

      摘要:针对液体静压轴承油膜缝隙流动所出现的微尺度效应,采用计算流体力学的分析方法,应用Navier速度滑移模型,将近壁面速度滑移边界条件引入到油膜二维流动,推导出适合流体二维流动的N S方程,并对轴承承载力和刚度进行分析。结果表明,微尺度下速度滑移对轴承的承载力和刚度造成了极大的影响,滑移长度增加时,轴承的最大承载能力将严重减小,油膜刚度将会增加;滑移的发生导致最优的油膜厚度变小。

    • 外台阶锥形环混合润滑的积分算法及其与差分法的比较

      2014, 39(6):35-41. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.007

      摘要 (1756) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立考虑到活塞环尺寸、弹力、润滑油黏度、粗糙度等影响因素的外台阶锥形环-缸套系统的混合润滑仿真模型,分别基于积分法和有限差分法求解一维平均雷诺方程,获得整个工作循环内的油膜厚度、油膜压力和摩擦力等参数随转角的变化关系。结果表明,积分法在求解平均雷诺方程时速度较快,程序框架简单明了,但积分法的推导依赖于活塞环型线,而差分算法对活塞环型线依赖性较小;2种算法得到的锥形环上行时的油膜厚度相差较大,这是由于所采用的油膜破裂边界不同,其中差分法采用的Reynolds边界条件相对于积分法采用的半Sommerfeld边界条件在边界的确定上更加准确。

    • 气体静压轴承单跨四圆盘结构稳定性试验分析

      2014, 39(6):42-48. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.008

      摘要 (1794) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在气体静压轴承支承的单跨四圆盘结构转子试验台上,试验研究轴承-转子系统的振动特性。采用轴心轨迹、时域分析、频谱图等振动测试分析方法,呈现了半速涡动、双低频、低频共振等非线性动力学现象;分析了半速涡动、双低频、低频共振随转速的变化关系,定性分析了工频与低频的能量转化关系。结果表明:升速过程中采用较高升速率可避免低频振动的发生,降速过程中过大的降速率会引起半速涡动及双低频振动现象;试验中低频振幅增加导致工频能量减少,转速下降。

    • 微观表面形貌对角接触球轴承热弹流润滑的影响

      2014, 39(6):49-55. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.009

      摘要 (1767) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立角接触球轴承的热弹流润滑数学模型,通过求解考虑热效应的Reynolds方程,对润滑条件下的角接触球轴承在考虑表面粗糙度时的弹流润滑问题进行数值模拟。在缺乏实测数据的情况下,采用了涉及轴承滚道和滚球体面上的余弦粗糙波数学模型,分析考虑热效应的角接触球轴承的表面粗糙度对压力和膜厚的影响。结果表明:考虑x和y方向的粗糙度函数可以更好地模拟轴承滚道及滚球体表面的形貌特征,由此计算出的压力和油膜分布更贴近工程实际;考虑两方向的粗糙度后,压力和油膜分布与单方向粗糙度有所不同,增大粗糙度波长和减少波幅有利于减小压力,增大膜厚,改善润滑。

    • 高速永磁电机转子轴向碰磨故障的试验研究

      2014, 39(6):56-61. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.010

      摘要 (1801) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着旋转机械转速及效率的提高,设备部件间轴向间隙越来越小,发生轴向碰磨的可能性大大增加,而目前针对轴向碰磨的试验研究较少。为研究高速永磁电机转子的轴向碰磨故障,建立四磁盘气体轴承-转子系统实验台,该试验台采用纯静压气体轴承支承,轴承两侧分别布置两个相同大小的磁盘。在实验台上进行转子振动试验,以研究转子的轴向碰磨特性。结果表明:高速永磁电机转子发生轴向碰磨会导致出现变化趋势相反的双低频现象,且碰磨的严重程度会影响低频的重复性。采用ANSYS对磁盘进行应力变形分析,表明发生轴向碰磨的原因是设备的轴向间隙较小,且高转速下磁盘受到较高的集中应力从而造成磁盘的轴向变形,引起了轴向碰磨的发生。

    • 基于ANSYS的直齿圆柱齿轮摩擦特性分析

      2014, 39(6):62-65. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.011

      摘要 (1832) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于CATIA平台,通过参数化方法建立渐开线直齿圆柱齿轮模型,以IGES文件格式导入ANSYS,对齿轮齿廓进行摩擦特性分析。在只改变摩擦因数的情况下,分析齿轮啮合过程中轮齿受到的接触应力、摩擦力和接触压力的变化规律。结果表明:当摩擦因数小于0.3时,随着摩擦因数的增加,接触应力、摩擦力以及接触压力都明显增加;当摩擦因数在0.3~0.8之间时,接触应力、摩擦力以及接触压力随摩擦因数的增加而变化的幅度变小,但是总体趋势是增加的。而齿轮接触应力、摩擦力和接触压力的增加都会加速轮齿失效和缩短齿轮疲劳寿命,因此,减小摩擦因数是提高齿轮抗点蚀能力和延长疲劳寿命的一种可行方法。

    • 闭式C型静压气浮导轨承载力的CFD数值仿真和实验研究

      2014, 39(6):66-71. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.012

      摘要 (1860) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同供气压力与不同偏心率情况下的闭式C型气浮导轨进行CFD(计算流体力学)分析,得到其压力、速度的分布图,以及偏心率和供气压力对气浮导轨承载能力和刚度的影响规律。结果表明:偏心率越大,上气浮面的压力值会越大,下气浮面的压力值越小,上下气膜速度的差值越大;随着偏心率的增加,承载力呈增大趋势,刚度会有所降低;相同偏心率情况下,供气压力增大,承载力和刚度都会增加。对闭式C型气浮导轨的承载性能进行实验研究,实验结果与数值仿真结果吻合较好,证明了该仿真分析方法的可行性和有效性。

    • 不同的氨基酰胺修饰剂对凹凸棒土润滑脂性能的影响

      2014, 39(6):72-75. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.013

      摘要 (1816) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用湿法生产工艺制备氨基酰胺修饰的凹凸棒土润滑脂,考察不同的脂肪酸、多乙烯多胺合成的氨基酰胺以及不同的氨基酰胺覆盖剂量对润滑脂性能的影响。结果表明:氨基酰胺作修饰剂制备的凹凸棒土脂无腐蚀性;不同的脂肪酸、多乙多胺合成的氨基酰胺以及不同的氨基酰胺覆盖剂量对润滑脂的滴点、剪切安定性、胶体安定性等理化性能和摩擦学性能均有一定的影响。

    • 基于动态数据的端面摩擦热-力耦合分析

      2014, 39(6):76-82. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.014

      摘要 (1937) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更加准确地探索端面摩擦过程中的温度分布情况,使用端面摩擦过程中的实时动态摩擦因数和红外探头实测温度作为边界条件,在多场耦合软件COMSOL Multiphysics中进行热-力直接耦合分析,并利用红外热像仪对计算结果进行检验。结果表明:实时边界条件与数值计算相结合的方法可以准确地模拟出端面摩擦瞬态温度场;摩擦副之间的转速、载荷、摩擦因数是影响温度场分布的主要因素。

    • 有机填料填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学及力学性能

      2014, 39(6):83-86. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.015

      摘要 (1812) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用共混-冷压-烧结-整形的工艺制备有机物填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察相同含量的不同有机填料对PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果发现,加入有机填料后,复合材料的拉伸强度降低,但硬度和压缩强度均提高;有机填料有效地改善了PTFE复合材料的摩擦学性能,其中,质量分数15%聚苯酯填充的PTFE复合材料减摩效果最好,质量分数15%聚酰亚胺填充的PTFE复合材料的耐磨损性能最优。相比之下,质量分数15%芳纶填充的PTFE复合材料摩擦磨损性能及力学性能最好,其耐磨损性能较纯PTFE提高了近400倍,而摩擦因数仅为纯PTFE的84%。其原因在于芳纶的加入有效地改变了摩擦机制,能形成均匀连续的转移膜,进而降低了磨损。

    • 楔形滑块轴承承载力与摩擦因数的实验研究

      2014, 39(6):87-90. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.016

      摘要 (1978) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过楔形滑块轴承油膜测量系统,在固定倾角和供油量条件下,测得不同转速和载荷下油膜厚度与速度的关系;计算得到间隙比与承载量及摩擦因数曲线,并与理论值进行比较。结果表明:承载力随着间隙比的增大先增大后减小,间隙比在12附近时达到最大;当间隙比小于1时,摩擦因数随着间隙比的增大而减小,当间隙比一定时摩擦因数不随载荷的变化而变化。

    • 汽车自动传动液的成膜特性分析

      2014, 39(6):91-94. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.017

      摘要 (1827) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在变速箱齿轮高速运动情况下,有时会因为干摩擦发生严重的磨损现象,需对不同工况下的自动传动液成膜特性进行分析。利用新型纳米膜厚侧量仪测量轿车自动传动液在不同工况条件下的干涉图像,分析其成膜特性,通过计算得到膜厚曲线并与Hamrock Dowson理论预测值进行比较。结果表明:在不同的卷吸速度和载荷下,自动传动液的实际成膜能力始终超过Hamrock Dowson理论预测结果,但在高速情况下,传动液弹流中心膜厚的实测值开始符合Hamrock Dowson理论值的变化趋势。对经典弹流润滑油膜厚度公式进行修正,提出修正的弹流中心膜厚计算公式。

    • 螺旋槽干气密封端面摩擦力矩的简化计算

      2014, 39(6):95-98. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.018

      摘要 (1908) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确快速计算干气密封端面摩擦功耗有利于干气密封的设计、操作和运行监控。端面摩擦力矩与旋转角速度的乘积即为端面摩擦功耗。提出当量间隙概念,它基于间隙等体积的思想,即当量间隙构成的体积等于实际间隙构成的体积。依据当量间隙,直接利用牛顿剪切定律获得端面开槽机械密封端面摩擦力矩的计算公式,并以螺旋槽干气密封为例,与Muijderman公式、Gabriel公式和Sedy公式的计算结果进行对比分析。结果表明,该方法比Sedy的方法更接近实际,且随着工作膜厚的增加,误差明显减小。在干气密封常见工作膜厚3 ~5 μm范围内,该方法具有足够的计算精度。

    • 大吨位铰接支腿门式起重机挠度的预测

      2014, 39(6):99-102. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.019

      摘要 (1714) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:门式起重机承受额定载荷时主梁跨中的下挠值是门式起重机整机试验的最重要检测指标。对于大吨位门式起重机整机实验时,实验砝码现场准备往往十分困难,甚至无法进行整机实验检验。针对铰接式门架结构,考虑支腿弯矩对主梁挠度的影响,推导出集中载荷在主梁跨中处作用时的挠曲线方程。通过分别测量三次小载荷在跨中处作用的主梁下挠值,求得门架结构主梁挠曲线方程系数,从而预测大吨位铰接式门式起重机额定载荷时主梁的下挠度。三次小载荷实验法为预测大吨位门架结构主梁挠度提供了实用有效的方法。

    • 空气静压润滑焦耳-汤姆逊系数的计算方法

      2014, 39(6):103-107. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.020

      摘要 (1936) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在空气静压润滑中由于空气具有黏性,在其流过狭窄通道时与壁面摩擦,压强将降低,温度会发生变化,从而导致工作面变形和气膜刚度变小,因此在精度要求高的应用场合,就不能忽略温度的影响,而计算空气节流前后的温度变化量,需得到空气的焦耳-汤姆逊系数。分别利用立方型状态方程和BWRS方程对不同供气温度和供气压力下空气的焦耳-汤姆逊系数进行计算。结果表明:RK方程和SRK方程求得的结果相差甚小;各方程具有相同的变化趋势,随着供气温度的升高和供气压力的增大,空气的焦耳-汤姆逊系数都将减小,其中供气温度对空气的焦耳-汤姆逊系数影响比供气压力更大。

    • 基于组合赋权-灰色关联投影法的润滑油配方优选

      2014, 39(6):108-111. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.021

      摘要 (1924) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对润滑油配方优选存在性能指标要求多、选择难等问题,运用层次分析法(AHP)和熵权法结合的组合赋权法确定指标权重系数,并利用灰色关联投影法建立润滑油配方优选模型。以切削液配方为例,对所建立的优选模型的适用性进行研究。结果表明:该优选模型可根据不同的性能指标要求,选出综合性能较好的润滑油配方,为润滑油配方的综合分析及评估提供了一种新的途径。

    • Y形密封圈的有限元分析及结构改进

      2014, 39(6):112-115. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.022

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

      摘要:采用有限元软件ABAQUS,分析活塞和活塞杆间Y形密封圈密封面上的接触压力和摩擦力。针对Y形密封圈存在的密封面接触压力过大和摩擦力波动较大的问题,在原来的Y形圈唇部增加一个O形密封圈,起静密封和提供弹力支撑的作用。分析结果表明,优化后Y形圈接触压力和摩擦力明显减小,且摩擦力曲线波动更小,既能保证密封效果,又减小了因摩擦过大引起的Y形圈磨损失效,提高了Y形圈的使用寿命。

    • 高速可视化剪切黏度测试仪的研制及初步校核

      2014, 39(6):116-120. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.023

      摘要 (1809) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究实际轴承中油膜在过渡区流动的问题,在借鉴国内外相关科研成果基础上,设计制作一种高速可视化剪切黏度测试仪,解决了测试仪的可视化、高速均匀间隙获得、内外圆筒尺寸及位置精度的控制等问题。通过对几种常见介质剪切黏度的检测校核发现,该测试仪可实现对基础油和复合油剪切黏度的测量,且检测精度满足试验要求。

    • 航空发动机高温高速密封试验台研制

      2014, 39(6):121-123. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.024

      摘要 (1906) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于缺少试验装置,目前国内不能对航空发动机密封装置进行全工况条件下的试验研究。研制一种能模拟航空发动机密封装置的全工况条件的密封试验台,对某刷式密封试验件进行静态和动态试验。该高温高速密封试验台能模拟航空发动机密封装置的工作温度、压力、安装方式及工作转速等工况,可对密封装置的静动态试验的泄漏量进行测量,为密封装置的设计和改进提供可靠的试验依据。

    • 球型摄像机密封和防雾的改进设计

      2014, 39(6):124-128. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.025

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

      摘要:为提高球型摄像机密封性,从密封线的设计、密封圈受力均匀度和密封圈的压紧方式等方面对其进行优化设计。从球机内部空气循环方式和空气湿度等方面分析球型摄像机起雾的原因,并提出解决方案。通过可靠性试验验证优化设计后密封性和防起雾的效果。试验和应用结果均表明:优化后的外壳防护等级可达IP67,并可实现倒装;优化设计后的摄像机没有出现冷凝起雾现象。

    • 润滑系统对高线精轧机辊箱油膜轴承使用寿命的影响

      2014, 39(6):129-132. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2014.06.026

      摘要 (1795) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高油膜轴承的使用寿命,根据油膜轴承的工作原理,利用油膜轴承最小油膜厚度的公式分析影响最小油膜厚度的因素; 同时介绍精轧机润滑系统各元件的设置和润滑系统的污染控制措施。通过对精轧机润滑系统的维护来保证润滑油的质量,以满足油膜轴承对油温、油压、油品清洁度、油品含水量的要求,从而可延长油膜轴承的使用寿命。并列举了典型的事故案例从实际证明了润滑系统对油膜轴承的使用寿命的影响。

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