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  • 2018年第43卷第1期文章目次
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    • 发展仿生摩擦学的展望

      2018, 43(1):1-2. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.001

      摘要 (1494) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在论证仿生摩擦学是一门独立学科的基础上,阐明仿生摩擦学的定义、主要目标和任务以及它的研究内容。最后,指出仿生摩擦学的主要发展方向。

    • 玻璃纤维粉对聚合物基超声电机摩擦材料性能的影响

      2018, 43(1):3-6. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.002

      摘要 (1358) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得硬度高、耐磨性好、满足超声电机低速大力矩运行要求的摩擦材料,采用冷压烧结法制备玻璃纤维粉改性聚合物基摩擦材料,研究玻璃纤维粉体积分数对摩擦材料力学性能、超声电机性能以及摩擦学性能的影响。结果表明:玻璃纤维粉可以增大摩擦材料的弹性模量和硬度,降低材料冲击韧性;摩擦材料的摩擦因数随玻璃纤维粉体积分数的增加有明显提升;玻璃纤维粉可以改善摩擦材料的超声电机性能和耐磨性,随着玻璃纤维粉体积分数的增加,摩擦材料的超声电机驱动性能先提高后下降,材料的磨损机制由黏着磨损向较为严重的疲劳磨损转变。在文中研究范围内,玻璃纤维粉体积分数为30%时改性摩擦材料具有最好的超声电机驱动性能和耐磨性。

    • 油溶性有机钼与钙镁型清净剂复合的摩擦学性能

      2018, 43(1):7-14. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.003

      摘要 (1349) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用四球摩擦磨损试验机考察油溶性二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)与钙镁型清净剂复配时的摩擦学性能。借助白光干涉仪、扫面电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析,探讨复配体系的摩擦学作用机制。结果表明:MoDTC与钙镁型清净剂复配时都表现出一定的减摩抗磨协同性,当MoDTC质量分数为0.3%~0.5%,清净剂质量分数为2%~3%时,复配体系摩擦学性能相对更显著,这主要是在摩擦过程中形成的MoS2化学反应膜和相应的沉积膜共同作用的结果。

    • 双列螺旋槽液膜密封相变特性分析

      2018, 43(1):15-19. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.004

      摘要 (1408) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑由动压槽造成的端面压力变化所带来的影响,探讨双列螺旋槽液膜密封的相变特性。基于均质混合物理论建立液膜密封相变模型,使用有限体积法对控制方程进行离散,分析液膜相变对密封性能及端面压力分布的影响。结果表明:相变发生后黏度明显降低,导致外侧螺旋槽挤压效应与泵送能力减弱,在其与相变的耦合作用下,开启力先减小后增大,泄漏量先增大后减小,相比于全液膜时密封性能有所下降;内侧螺旋槽产生的高压抑制了相变,压力分布规律未发生变化,外侧螺旋槽内相变区域较大,压力变化趋势明显改变。

    • 粗糙度对微凹坑织构化表面摩擦学性能的影响

      2018, 43(1):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.005

      摘要 (1492) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究表面初始粗糙度和微凹坑织构共存时的表面摩擦性能,采用激光微织构加工技术在不同粗糙度的试样表面上加工出不同几何形貌的微凹坑织构,在MMW1A摩擦试验机上进行正交摩擦学性能试验。结果表明:在混合润滑区域,表面粗糙度对摩擦性能的影响最为明显,未织构表面越粗糙,摩擦因数越小;存在合适的微凹坑几何参数与表面初始粗糙度值组合,使得织构化粗糙表面的摩擦性能达到最优;表面初始粗糙度对织构化粗糙表面摩擦性能的影响最为重要,其次为微凹坑的面积占有率,最后为凹坑深度,并且织构几何参数与粗糙度之间的交互作用对摩擦性能的影响也是不能忽视的。

    • BTA深孔钻杆系统切削液液膜压力的分布特性

      2018, 43(1):26-29. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.006

      摘要 (1300) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究深孔钻杆系统中非线性流体力的分布特性。采用有限差分法求解非线性流体力控制方程,分析偏心率、长径比、涡动速度和振动速度对非线性流体力分布的影响。研究结果表明:非线性流体力随着偏心率的增大而增大,而随着长径比的增大变化不明显,尤其是对于大的长径比;随着正向涡动速度的增大,收敛区的非线性体力而增大,发散区的非线性流体力减小,而反向涡动速度对非线性体力的影响规律恰好相反;非线性流体力随着正向振动速度的增大而增大,随反向振动速度的增大而减小,此外,在最小间隙处的压力因振动速度的改变而出现极值,从而导致收敛区和发散区压力分布的反对称特性消失。

    • 铝含量对铜基石墨粉末冶金材料性能的影响

      2018, 43(1):30-36. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.007

      摘要 (1357) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用冷压-烧结-复压的方法在900 ℃下制备不同铝含量的铜基石墨复合材料,研究在干、湿2种摩擦条件下铝含量对复合材料摩擦学性能与磨损机制的影响。结果表明:铝含量增加,有利于提高复合材料的硬度和抗弯强度,但复合材料相对密度呈现先增后降的趋势;在干、湿摩擦条件下,较高的铝含量均使得复合材料耐磨性能得到极大提高,这是因为高铝含量的复合材料具有更高的强度,能有效抵抗微凸体犁削,并且能支撑保护更多石墨,避免金属基体与对偶件直接接触;在铜基石墨复合材料中添加铝后材料的强度增大,使剥落磨损和磨粒磨损减弱,氧化磨损逐渐加强,且湿摩擦时因水的作用使氧化磨损更加剧烈。

    • 表面速度效应对弹流润滑影响的实验研究

      2018, 43(1):37-39. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.008

      摘要 (1302) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:实验研究全膜条件下不同接触固体表面速度效应对弹流润滑的影响。实验在改进的经典的球-盘接触实验装置上进行,通过圆弧导轨改变玻璃盘和钢球转动方向夹角,利用可编程逻辑控制器(PLC)和伺服放大器控制电机的速率和转向。使用光干涉技术观测轻载下钢球和玻璃盘表面速度方向不在同一方向时接触区油膜的形状,通过MBI软件测量油膜中截面曲线。结果表明,随着两接触表面速度方向夹角增加,油膜厚度减小,当角度达到一定数值最小膜厚会有上升;随着两接触表面速度方向夹角的增大,沿着滑动速度方向上油膜形状的不对称性增加,该现象可用温度-黏度楔的机制解释。

    • 天然和人工合成蛇纹石作为纳米润滑油添加剂的摩擦学性能比较

      2018, 43(1):40-44. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.009

      摘要 (1453) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以滑石和MgO为原料采用水热合成法制得蛇纹石粉体,通过高能球磨得到天然蛇纹石粉体,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对2种粉体成分与形貌进行表征分析。将经表面修饰的2种粉体样品添加到PAO4基础油中,利用MMW1A万能摩擦磨损试验机测试其摩擦学性能,采用金相显微镜观察磨损表面的形貌并测量磨斑直径,采用能谱仪分析磨损表面的元素组成。结果表明:合成的蛇纹石主要呈纤蛇纹石一维中空纳米管结构,而天然蛇纹石则呈利蛇纹石结构。经修饰后的蛇纹石粉体作为润滑油添加剂可显著减小四球摩擦副的摩擦因数和磨斑直径,这是由于其可通过摩擦化学作用而在磨损表面生成具有良好减磨抗摩性能的自修复层,自修复层中含有Mg、Si、O等元素;人工合成纤蛇纹石在PAO4基础油中的抗磨减摩效果优于天然利蛇纹石。

    • 计入薄壁构件挠度变形的线接触弹流润滑分析

      2018, 43(1):45-49. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.010

      摘要 (1525) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于薄壁构件在受力情况下产生挠度变形,对弹流润滑有一定影响,导致原来的弹流润滑计算存在较大误差,经典的接触模型已不再适用。提出一种考虑薄壁平板挠度变形的弹流润滑线接触模型,该模型能够确切反映薄壁平板的挠度变形对弹流润滑的影响;采用有限元仿真软件建立薄壁平板的挠度变形模型,在挠度变形的基础上,分析速度参数及载荷参数对线接触弹流润滑性能的影响。研究结果表明:挠度变形对薄壁件润滑的影响十分明显,油膜压力减小,中心膜厚分布范围增大,膜厚值减小;随着速度及载荷参数发生变化,油膜压力及膜厚也相应地发生改变;当其他条件不变时,中心油膜厚度随速度的增加而增大,且中心油膜区域逐渐增加,速度参数对油膜压力影响较大,油膜压力随着速度的增加而升高,颈缩现象逐渐出现;油膜压力随着载荷的增大而升高,同时油膜厚度逐渐减小。

    • 熔渗型宽温域复合固体润滑剂设计及其摩擦学性能研究

      2018, 43(1):50-54. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.011

      摘要 (1561) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计一种可用于300~800 ℃宽温度范围润滑的熔渗型PbSnAgRE复合固体润滑剂。基于润湿试验研究不同组分与配比对其润湿性能的影响;采用高频感应熔渗工艺,制备出熔渗型高温自润滑复合材料;利用XP 5型高温摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析磨损表面形貌、成分及结构。结果表明:不同组分组成对基体的润湿性有很大的影响,在 PbSn系固体润滑剂中添加 Ag、RE既能提高其对母材的润湿性能,又能改善自润滑材料的摩擦磨损性能;熔渗PbSnAgRE复合固体润滑剂制备的复合材料具有良好的高温自润滑性能,其600 ℃下的平均摩擦因数约为0.28。

    • 带轴向微通槽静压气体轴承承载特性研究

      2018, 43(1):55-60. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.012

      摘要 (1493) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以开设轴向微通槽的径向静压气体轴承为研究对象,通过Fluent软件对轴承的承载力和刚度进行仿真分析;针对矩形、三角形和椭圆形3种截面微通槽,分析气膜厚度对轴承的承载力和刚度的影响,得出微通槽的最佳截面形状设置;针对最佳截面形状的微通槽,分析不同槽宽和槽深对承载力的影响。研究发现:轴向微通槽可以明显提高径向静压气体轴承的承载力和刚度,偏心率越大,提升效果越明显;气膜厚度较小时,矩形微通槽气体轴承的承载能力和刚度最佳,且气膜厚度越小,微通槽形状的影响越大;气膜厚度较大时,3种微通槽轴承的承载力及刚度相近;承载力随微通槽槽宽和槽深的增大而先升高后趋于稳定。

    • 静态热处理时间对轮毂轴承用复合锂基润滑脂流变特性的影响

      2018, 43(1):61-66. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.013

      摘要 (1453) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究轮毂轴承工作过程中的热效应对复合锂基润滑脂流变性能的影响,采用静态热处理方式模拟轮毂轴承内复合锂基润滑脂的受热情况。在150 ℃下对润滑脂进行不同时间的热处理,并采用旋转流变仪研究各样品的流变特性变化规律。研究结果表明:短时间的静态加热处理后,复合锂基润滑脂胶体分散体系发生物理变化;皂纤维缠结程度先降低然后呈逐渐增加的趋势,出现了一定程度的固化;触变性分析表明复合锂基润滑脂的结构恢复性能随加热时间的延长而逐渐减弱。

    • 乏油对反向滑动条件下45号钢磨损性能的影响

      2018, 43(1):67-75. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.014

      摘要 (1491) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用光干涉技术,在球盘点接触试验台上,在零卷吸速度条件下,观察不同乏油程度下,接触区凹陷的变化情况;通过球-盘磨损试验机,研究反向滑动工况下45#钢在干接触和不同乏油程度条件下的表面损伤行为以及时间、速度和载荷对磨损的影响。结果表明:零卷吸速度条件下,乏油会导致“温度-黏度楔”作用的减弱,以及油膜凹陷的消失,因此会增加金属表面接触和磨损的发生;在反向滑动工况下,金属表面的损伤随乏油程度的增加而加剧,干接触对钢盘和钢球表面造成的磨损最为严重;在乏油工况时,工作时间、表面相对速度以及载荷的增大都会加剧磨损,磨损机制主要表现为疲劳磨损和黏着磨损。

    • 玻璃和碳纤维含量对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

      2018, 43(1):76-80. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.015

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用腰果壳油改性酚醛树脂为基体,添加不同比例的碳纤维和玻璃纤维,利用热压烧结的方式制成摩擦材料。利用环-块摩擦磨损实验机与高速钢配副研究摩擦材料在不同制动条件下的摩擦学性能。研究结果表明:碳纤维和玻璃纤维的总量一定时,随着玻璃纤维的含量增加,摩擦材料的摩擦因数随之增大;而相应的磨损率先减少后增大;在摩擦过程中,摩擦材料极易在磨损表面形成一层致密的摩擦膜,摩擦膜的产生降低了摩擦材料的摩擦因数和磨损率,且在高速条件下,摩擦膜更容易形成;当玻璃纤维和碳纤维的质量分数分别为8%、9%时,摩擦材料表现出最好的摩擦学性能;玻璃和碳纤维填充摩擦材料的磨损机制主要为黏着磨损。

    • 水润滑橡胶轴承双向热-流-固耦合润滑特性分析

      2018, 43(1):81-86. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.016

      摘要 (1460) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以船用水润滑橡胶轴承为研究对象,基于有限元法和有限体积法,建立水润滑橡胶轴承双向热-流-固耦合模型,研究润滑介质温度和轴颈转速对橡胶衬层变形、水膜压力分布以及承载力的影响。研究结果表明:当进水温度升高时,水的黏度降低,水膜压力减小,橡胶衬层的变形量减小,承载能力降低;而转速增大时,流体动压效果明显,水膜压力增大,衬层变形量增大,承载能力提高;转速越低时,进水温度对承载的影响越小。

    • 高副接触润滑油膜摩擦力测量系统

      2018, 43(1):87-91. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.017

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

      摘要:设计制造高副接触润滑油膜摩擦力测量系统。介绍该测量装置的结构组成和测试原理,选取2种PAO润滑油对纯滑动条件下的摩擦力进行实时测量,分别得到升速和降速过程中摩擦因数的变化曲线。依据摩擦因数曲线的变化趋势可界定出接触副润滑状态,表明该测量装置可用于评定润滑油的成膜特性和流变特性及摩擦副的表面特性,并为验证和改进已有润滑模型提供实验支持。

    • 风电齿轮箱润滑油污染物及油中磨粒状态分析

      2018, 43(1):92-97. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.018

      摘要 (1666) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:污染物是造成风电齿轮箱失效的一个重要原因。为了研究油中污染物及磨粒存在状态对齿轮箱的影响,指导齿轮箱的维护,对某风场已正常运行4年的18台风机在不同运行时段齿轮油中污染度、水分及磨损颗粒物进行检测。结果发现,大部分齿轮油的污染度难以维持在17/15/11(ISO4406),部分风机齿轮油污染度甚至高达22/20/16(ISO4406)。在污染颗粒物中,主要以4~6 μm的颗粒物为主,每毫升油液中污染颗粒物数量最高可达24 911个;该风场齿轮油中水分和酸值的含量均在正常运行范围内,对油品和齿轮箱的危害较小;该风场正常运行中的风机的齿轮和轴承均发生了一定程度的磨损,主要以疲劳磨损为主,尺寸最大的颗粒为严重的滑动磨损产生的。

    • 基于MPS的某重型汽车主减速器润滑系统优化与分析

      2018, 43(1):98-103. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.019

      摘要 (1605) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化和改善某重型汽车驱动中桥主减速器的润滑系统,在原有壳体基础上提出增加油勺和油道等部件的优化方案;运用移动粒子半隐式法(MPS)分析该优化方案的润滑效果;以一级柱齿轮和二级锥齿轮为研究对象,选取高速和低速2种典型工况,得到润滑油液的飞溅状态和速度分布。结果表明:2种工况下润滑油都能通过油勺和油道浸入到轴承和差速器等相关部件,润滑效果得到了改善,从而验证了优化方案的可行性。将移动粒子半隐式法(MPS)成功地运用到减速器润滑分析之中,为润滑系统的分析提供了一种新方法。

    • 微型轴承动态摩擦力矩试验机的研制

      2018, 43(1):104-108. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.020

      摘要 (1569) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微型轴承动态摩擦力矩极小、影响因素多、难以准确和长时期测量的问题,根据平衡力矩法的测试原理,利用高速电主轴驱动技术和采用精密天平测试技术,研制一种微型轴承动态摩擦力矩试验机。该试验机具有对轴承施加轴向预载荷、径向载荷、实时调整转速等功能,可以真实模拟微型轴承的具体工况,进而可以测得不同工况条件下运转过程中轴承内部的动态摩擦力矩。经实际试验和使用证明,该试验机简单有效、测量精度高,可以长时间进行测量,适合用于模拟分析不同工况条件下以及整个寿命周期内轴承内部的动态摩擦力矩。

    • 基于贝叶斯网络水下采油树系统泄漏风险分析

      2018, 43(1):109-114. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.021

      摘要 (1431) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水下采油树系统油气泄漏问题,预防重大安全事故的发生,利用故障树与贝叶斯网络相结合的方法,建立水下采油树系统泄漏事件的贝叶斯模型,实现对系统的风险评估。融合先验数据和贝叶斯理论,计算出系统故障的概率分布,并计算底事件的重要度因子,找出系统相对薄弱环节,实现对水下采油树系统泄漏事故风险的分析。研究结果表明:采用故障树模型和贝叶斯理论的方法,可以有效地克服传统故障树分析的局限性,而且分析结果与历史统计经验吻合,验证了贝叶斯网络方法在评估采油树系统泄漏风险分析方面的可行性。

    • 机械磨损的检测技术综述

      2018, 43(1):115-124. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.022

      摘要 (1502) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了预防机械装备出现严重事故,需要选择合适的检测技术定期对机械设备磨损状态进行检测。综述多种机械磨损检测技术的原理、特点以及应用,重点阐述放射性检测技术、铁谱分析技术、振动检测技术和声发射检测技术。指出目前磨损检测技术在复杂结构零件的磨损检测、特种磨损检测以及磨损检测技术应用等方面还有待进一步研究

    • 基于氧化耐久性台架液压油模糊综合评价

      2018, 43(1):130-134. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.024

      摘要 (1499) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据日本工程机械协会标准要求,搭建A2F10泵试验台架考察不同抗氧剂配方液压油的氧化耐久性,定期监测液压油的油泥含量、氧化安定性、总酸值及抗氧剂含量等指标的变化趋势。结果表明,各指标之间变化趋势不完全具备一致性,采用指标界限值对液压油性能进行评价的局限性较大。利用灰色模糊评价方法,计算各指标的权重及其隶属函数,建立工程机械液压油性能评价模型进行综合性能评价。研究结果表明,建立的模型评价结果与实际行车情况相符,为工程机械液压油的检测分析提供了全面可量化的判断依据。

    • 某型航空发动机台架滑油系统颗粒监控标准研究

      2018, 43(1):135-140. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.01.025

      摘要 (1512) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在航空发动机台架试车过程中,运用先进的滑油颗粒监测设备,开展发动机台架滑油系统颗粒监测实验,探索滑油系统颗粒变化规律;通过对某型航空发动机台架滑油系统进行分析,确定滑油取样位置和时机;运用三线值法制定发动机台架滑油系统颗粒监控标准并进行实例验证分析。结果表明,该监控标准合理可行,为监控发动机零部件磨损情况和台架滑油系统污染程度提供参考。

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