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  • 2018年第43卷第5期文章目次
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    • 平行圆板径向湍流不可压缩边界层的近似解

      2018, 43(5):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.001

      摘要 (1273) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究两平行圆板间不可压缩径向扩散流动的规律,从动量积分方程出发,推导出在采用双对称收缩段供气的圆盘止推气体轴承中,描述平行间隙内湍流不可压缩无因次边界层厚度与无因次半径比之间变化规律的新公式;采用湍流边界层中的幂次速度型假设,分析得到两平行圆板间径向流动的速度分布的近似解。利用数值模拟的方式,计算得到圆盘气体轴承平行间隙内部的速度分布,并与近似解进行比较。结果表明,新公式能够比较准地反映边界层厚度的发展过程,从而能迅速得到平行间隙内部的速度分布特点。

    • Ag-Cu-Sn/金属陶瓷润滑层高温摩擦配副特性研究

      2018, 43(5):7-12. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.002

      摘要 (1313) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以多孔金属陶瓷为基体,以Sn-Ag-Cu系低熔合金为固体润滑剂,采用真空/压力熔渗技术制备Sn-Ag-Cu/陶瓷高温内梯度润滑层材料。在高温摩擦试验机上研究该润滑层材料与2Cr13钢盘及Al2O3陶瓷盘配副时的高温摩擦磨损性能,并利用EDS及扫描电子显微镜分析在不同配副时的摩擦磨损机制。研究结果表明:在600 ℃左右工作时,该润滑层材料与2Cr13盘和Al2O3陶瓷盘配副时都保持了较低的滑动摩擦因数(0.26);在较低温度区间(300~600℃),该润滑层材料与Al2O3盘配副时的摩擦因数较低,而在温度大于600 ℃时,该润滑层材料与2Cr13钢盘配副时的摩擦因数较低;在试验的温度范围内(300~700℃),该润滑层材料与Al2O3陶瓷盘配对时磨损率较低,表现出更好的的耐磨性。在温度大于500 ℃时,该润滑层材料与2Cr13钢盘配对时主要发生黏着磨损和氧化磨损,与Al2O3陶瓷盘配对时主要发生磨粒磨损和黏着磨损。

    • 摩擦副磨合过程摩擦因数时间序列分形行为研究

      2018, 43(5):13-18. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.003

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

      摘要:为探究在油润滑条件下,涡旋压缩机端面摩擦副接触面在磨合初期与稳定磨损阶段摩擦因数局部时间序列曲线的分形行为,在TRB多功能摩擦磨损试验机上采用球墨铸铁分别与不同表面粗糙度的铜合金和铝合金进行摩擦磨损试验,采集磨合过程中摩擦因数的时间序列信号曲线并对其进行分形表征。结果显示:摩擦因数时间序列曲线具有明显的分形特征,可以根据摩擦过程中摩擦因数时间序列信号的分形维数来判断磨合过程的复杂程度;摩擦副在油润滑时表面粗糙度越大则磨合过程的平均摩擦因数越大,但摩擦因数曲线的分形维数越小,且磨合初期摩擦因数局部时间序列曲线的分形维数不规则波动越大;软质材料表面粗糙度的改变对摩擦因数及其局部分形维数的影响较大。

    • 时效强化2024铝合金的摩擦学性能

      2018, 43(5):19-24. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.004

      摘要 (1276) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用X射线衍射仪(XRD)对时效强化的2024铝合金进行分析;在MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验机上考察强化与未强化铝合金在含二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)、二烷基硫代磷酸锌(ZDDP)和磷酸复酯铵盐(T391)添加剂的润滑油润滑下的摩擦磨损性能;采用扫描电镜(SEM)观察分析磨痕表面形貌;采用EDS分析磨斑表明元素含量。结果表明:时效强化2024铝不但提高了铝的表面硬度,也提高了2024铝合金的摩擦学性能。时效强化的2024铝合金润滑性能的改善归因于铝合金的时效强化及润滑剂的摩擦化学作用。

    • 稠油开采中常规螺杆泵定子衬套磨损研究

      2018, 43(5):25-29. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.005

      摘要 (1255) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究稠油开采中常规螺杆泵定子衬套的接触磨损,通过摩擦试验研究在不同转速和载荷下,定子衬套所用丁腈橡胶在高温含砂稠油中摩擦因数的变化规律。实验结果表明:定子橡胶的摩擦因数随着转数的增加先增大后减小,之后几乎保持不变;随着法向载荷的增大,定子橡胶的摩擦因数先减小后增大。以试验测得的摩擦因数为依据,利用有限元分析方法,对高温含砂稠油中螺杆泵定转子之间的接触进行分析,研究摩擦因数、过盈量、工作压差等因素对定子衬套接触磨损的影响。分析结果表明:衬套的剪应变随着衬套摩擦因数、过盈量、工作压差的增大而增大;位移量随着摩擦因数的增大而减小,随着过盈量的增大而增大;工作压差不但影响定子衬套内轮廓接触位置的磨损,还加剧衬套外壁面的黏着磨损。

    • 有限长线接触斜齿轮副瞬态弹流润滑研究

      2018, 43(5):30-36. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.006

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

      摘要:采用统一Reynolds方程建立斜齿轮有限长线接触瞬态弹流润滑模型,研究瞬态效应与表面粗糙度对润滑特性的影响。结果表明:考虑瞬态效应的斜齿轮副润滑参数在单齿啮合区域剧烈变化,其接触区域膜厚较低且摩擦因数较大,容易处于混合润滑状态;在单齿啮合区域,瞬态解有效承载区变窄且二次压力峰明显增大。当前算例表明全膜弹流润滑状态下,粗糙度对斜齿轮副的瞬态弹流润滑特性影响较少,仅在双齿啮合区域考虑粗糙度的平均膜厚较大,且对应接触压力与膜厚围绕光滑解波动。

    • 速度冲击条件下弹流润滑的试验研究

      2018, 43(5):37-45. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.007

      摘要 (1237) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示速度冲击条件下的弹流润滑特性,采用钢-盘点接触和油品PAO40、PAO100和PB680,在自行搭建的光干涉弹流试验装置上开展相关的试验研究,通过接触角测量比较3种油品的表面张力,模拟研究启动加速、匀速保持和减速停止等工况下不同时刻各油品的膜厚变化,并研究匀速时间对弹流油膜的影响。结果表明:油品在不同材料表面形成的接触角和表面张力随黏度的增加而增加,在同等工况下黏度较大的油品形成的赫兹接触区较小;在加速过程中,不同油品的膜厚均是首先从入口区开始增加,而接触区和出口区的膜厚响应较为缓慢;在加速阶段后期和匀速保持阶段,黏度较高的油品具有较大膜厚;在减速阶段,3种油品均是入口区膜厚首先开始减小,且黏度较大的PB680响应速度较慢;不同油品的膜厚在匀速保持阶段均表现为先增加后减小。在其他工况条件不变改变匀速阶段时间,当匀速保持阶段时间较短时,油品的膜厚处于增加状态,增加匀速时间,油品膜厚先增加后减小。

    • 具有椭圆抛物面织构的滑动轴承性能研究

      2018, 43(5):46-52. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.008

      摘要 (1252) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑椭圆抛物面织构,研究其对滑动轴承性能的影响。以径向滑动轴承为研究对象,建立具有椭圆抛物面织构的滑动轴承雷诺方程。采用有限差分对方程进行离散,结合超松弛迭代法进行求解,得到滑动轴承的性能参数值,并与光滑滑动轴承进行对比。结果表明:单一凹/凸表面织构下,随着织构几何参数的变化,承载力和摩擦因数存在相同的变化趋势,与光滑滑动轴承相比,轴承的性能没有得到有效的提升。考虑凹凸复合表面织构,研究其对滑动轴承性能的影响。结果表明,存在最优织构几何参数使得滑动轴承承载力增大,摩擦因数降低,滑动轴承的性能得到有效的提升。

    • 载流条件下银基复合材料-黄铜滑环摩擦副的摩擦学性能

      2018, 43(5):53-58. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.009

      摘要 (1252) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金方法制备一种银-铜-石墨-碳纤维复合材料,利用环块式摩擦磨损试验机对该复合材料和黄铜滑环组成的摩擦副在大气条件下进行载流摩擦磨损试验,分析不同速度下载流大小对摩擦因数、接触表面电阻、接触表面电噪声、磨损量的影响。研究结果表明,摩擦因数、接触电阻、磨损量随载流的增大而增大,接触表面电噪声与电流呈非线性关系;该银基复合材料与黄铜滑环摩擦副的磨损机制在纯机械摩擦磨损条件下主要为黏着磨损,在载流条件下为磨粒磨损,电弧产生的电蚀促进了磨粒磨损的发生。该银基复合材料与黄铜滑环摩擦副的电噪声符合相关标准,具有较高的可靠性。

    • 表面织构对浮环轴承环速比影响的实验研究

      2018, 43(5):59-64. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.010

      摘要 (1412) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升浮环轴承在高速重载场合下的性能,在浮环轴承内表面制备表面织构,通过试验研究在不同载荷和转速下表面织构对浮环轴承环速比的影响,并与无织构浮环轴承进行比较。结果表明:无织构浮环轴承在载荷增大时环速比随主轴转速的增大而下降,而织构浮环轴承的环速比大于相同工况下的无织构浮环轴承,且环速比不会随载荷的增加而显著下降;织构使得浮环轴承的承载能力显著提升,能使浮环能在低主轴转速时开始启动,因而提升了浮环轴承在高速重载场合工下的工作性能。

    • 计入空化效应的表面微织构滑动轴承特性分析

      2018, 43(5):65-69. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.011

      摘要 (1392) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于N-S流体计算方程,利用CFD软件建立表面微织构滑动轴承三维有限元模型,在计入和未计入空化效应条件下对比分析微织构分布特征对滑动轴承静特性的影响规律。研究表明:计入空化效应时滑动轴承的油膜最大压力和承载力大于未计入空化效应时油膜的最大压力和承载力;表面微织构的合理分布能有效提高润滑油膜的承载力,降低摩擦因数,分布在收敛间隙出口位置的微织构效果最为明显;在未计入空化效应时表面微织构作用效果更加明显,计入空化效应时微织构能抑制空穴区域的产生。

    • 考虑结构动态变形的缸套-活塞环润滑建模分析

      2018, 43(5):70-75. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.012

      摘要 (1351) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:缸套在燃烧冲击和活塞敲击激励下会产生接近表面粗糙度的动态变形,极有可能影响缸套-活塞环组件间的摩擦润滑过程。为了研究缸套动态变形潜在的影响,将动力学仿真获取的缸套内表面的动态变形经过处理后导入到润滑模型中,同时采用数值积分计算的方式对油液压力应力因子和剪切应力因子进行实时计算求解,使仿真计算更加符合实际情况。通过搭建同时考虑缸套变形与油液剪切特性影响的改进润滑模型,计算得到整个工作循环内活塞环上的最小油膜厚度和摩擦力曲线。结果表明:考虑缸套动态变形后的最小油膜厚度和摩擦力曲线出现了明显的波动,而且考虑缸套动态变形后的摩擦力比未考虑之前出现了明显下降。

    • 润滑油中磨粒分析磁滤谱仪滤端结构设计

      2018, 43(5):81-86. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.014

      摘要 (1343) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决磁滤谱仪的磁铁安装和滤膜放置等问题,对磁滤谱仪进行磁场分析。首先采用ANSYS workbench模块,通过变换2个磁铁块的相对位置和磁极方向,分析沉积面磁感应强度的大小。结果表明:在沉积面上磁铁相互吸引的状态比磁铁相互排斥的状态的磁感应强度要大,2个平行磁铁块距离越近,则在沉积面形成的磁场越强,并且磁场方向与沉积面是平行的。然后采用ANSYS(APDL)模块,在workbench分析的基础上,通过对2个磁铁块的磁感应强度和磁场强度模拟发现,在两者中心位置有磁感应盲区;通过映射路径的方法发现,在磁铁块上方2 mm的平面处出现了磁感应强度最大值,滤膜放置在此位置效果最佳。

    • 铁粉填料对低树脂基摩擦材料综合性能的影响

      2018, 43(5):87-91. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.015

      摘要 (1466) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在降低摩擦材料成本的同时,保证摩擦材料性能良好,在原有配方基础上尝试改变铁粉粒度和种类,即把80~300目的泡沫铁粉替换成粒度大小为20~120目的泡沫铁粉或325目的还原铁粉,采用相同的热压成型技术和热处理工艺制备摩擦材料试样。采用洛氏硬度计测试试样的硬度,采用定速式摩擦试验机测试试样的摩擦磨损性能,采用扫描电镜观察试样的磨损面形貌,研究其磨损机制。结果表明:当采用较大的泡沫铁粉粒度时,随着其含量的增加,平均摩擦因数和磨损率会提高,但摩擦因数稳定性提高;还原铁粉具有明显的增摩作用和热衰退现象,尤其在恢复过程,摩擦因数变化大且不稳定,但磨损率低。20~120目泡沫铁粉可提高材料的摩擦因数稳定性,且可相对减轻材料的磨粒磨损和疲劳磨损,因而可用于代替80~300目泡沫铁粉。

    • 高速列车齿轮箱迷宫密封性能分析优化

      2018, 43(5):92-98. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.016

      摘要 (1471) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于经验公式,采用流场分析软件FLUENT计算方形迷宫密封的泄漏量;分析方形迷宫密封轴转速、间隙、空腔深度、空腔宽度对其泄漏量的影响,分析圆形迷宫密封、菱形迷宫密封的性能,并将上述分析结构应用于高速列车齿轮箱迷宫密封。研究结果表明:方形迷宫密封泄漏量随着间隙宽度的增加而增加,随着轴转速、空腔深度、空腔宽度的增加而减少;圆形密封随着空腔半径的增加、菱形密封随着空腔夹角的增加其泄漏量均减少;相同工况、截面积的方形、圆形、菱形迷宫密封中,圆形空腔迷宫密封泄漏量最小。根据分析结果对高速列车齿轮箱迷宫密封进行优化,优化后迷宫密封泄漏量明显减小。

    • 渗透性气体介质沿机械密封端面逆泄漏方向逃逸行为数值研究

      2018, 43(5):99-103. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.017

      摘要 (1501) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究穿透性、挥发性较强的气体介质如氦气、氩气、氟利昂沿机械密封端面逆泄漏通道向阻隔液的扩散问题。针对某型主泵双端面机械密封,以32#透平油作为阻隔液,基于分子动力学计算氩气分子、氟利昂分子在32#透平油中的平均均方位移,采用线性拟合方法获得氩气分子、氟利昂分子的近似扩散系数,计算接触式机械密封的泄漏量,并与氩气、氟利昂气体反向渗透量进行比较。结果表明,该型机械密封在正常工作过程中,氩气、氟利昂等渗透性较强的气体不存在通过扩散作用沿机械密封逆泄漏方向逃逸至大气的可能。

    • 冷冻机油与制冷剂混合状态下抗磨损性能评定方法

      2018, 43(5):104-110. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.018

      摘要 (1433) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:制冷压缩机运行过程中,在一定压力与温度条件下,制冷剂将部分或全部溶解到冷冻机油中,冷冻机油与制冷剂混合状态下的抗磨性能极大地依赖于制冷剂与冷冻机油的 “相溶性”特征。建立一种评定冷冻机油与制冷剂混合状态下抗磨损性能的试验方法,通过环块试验确定与制冷剂共存的冷冻机油抗磨性能评定的最佳工艺参数。试验效果评估及重复性验证结果表明,提出的评定方法对不同类型冷冻机油及不同合成油与矿物油的抗磨损性能具有较好的区分性,可用于冷冻机油产品的筛选和新产品的研发。

    • 氟橡胶密封圈与液压油的相容性试验研究

      2018, 43(5):111-114. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.019

      摘要 (1451) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为测试氟橡胶密封圈在某装甲车油气弹簧的液压驱动系统中的适用性,参照GB/T1690-2010 《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》,通过试验分析氟橡胶密封圈与油气弹簧常用的46号抗磨减震液、10号航空液压油和4609减震液的相容性。 结果表明:氟橡胶密封圈在3种液压液及其混合油中的体积变化率都是负值,最大体积收缩率都大于4%,不满足GB/T14832-2008标准的要求。氟橡胶并不适用于油气弹簧采用的3种用油,建议将氟橡胶材料更换为腈橡胶材料。

    • 不同应用环境下MoS2基薄膜摩擦学性能研究进展

      2018, 43(5):115-119. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.020

      摘要 (1373) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述近30年来MoS2薄膜的摩擦学研究进展,以及MoS2作为极具代表性的固体润滑薄膜在航空航天等领域的广泛应用;分别从大气、真空、潮湿和高温等条件下简述MoS2薄膜应用的优缺点及解决策略,并结合代表性的工作对具体问题展开论述;指出随着制备方法和技术的突破,MoS2薄膜易氧化、不耐潮湿的问题得到有效解决,通过掺杂、织构化和纳米化等手段不仅发展出了大气环境下具有超滑性能的MoS2薄膜,而且提高了其在450 ℃下的抗氧化性能;提出MoS2薄膜的主要研究课题和方向为:进一步发展新型MoS2基薄膜,以满足不同工况环境下的需求;进一步揭示高温、高湿度环境下MoS2基薄膜润滑失效机制和延寿机制。

    • 起落架密封技术研究进展

      2018, 43(5):120-125. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.021

      摘要 (1479) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:起落架密封技术是起落架设计过程中最重要的环节之一,但目前国内并没有专门针对起落架密封的相关资料,设计人员往往根据相关经验来设计密封,在载荷、截面、材料变化后不能保证安全可靠。介绍起落架密封装置的工作原理;介绍V形密封圈、O形密封圈、三角断面密封圈、山形密封圈、格莱圈与斯特封、VL形圈6种目前已在起落架上实际应用的密封结构,分析其性能特点、具体构成以及使用条件,并比较其综合性能;以国内某型飞机和MD-82作为实例介绍密封件的具体应用方式,旨在为起落架密封设计和选型提供参考。

    • 不同种类润滑剂改性MC尼龙复合材料的性能

      2018, 43(5):126-129. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.022

      摘要 (1462) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善起重机用尼龙滑块的摩擦磨损性能,分别采用液体润滑油、轴承润滑脂、MoS2锂基润滑脂、特种润滑脂对MC尼龙滑块进行改性;采用扫描电镜观察改性后复合材料的形貌,采用电子万能试验机测试复合材料的力学性能,采用磨损试验机考察复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:研究的4种复合材料中,轴承润滑脂填充MC尼龙复合材料的综合力学性能最好,且具有优异的摩擦磨损性能,其作为起重机滑块,更能满足使用要求。

    • 密封装置微小气体泄漏流量测量方法

      2018, 43(5):130-133. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.023

      摘要 (1386) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在差压法测量气体流量的基础上,提出一种新的基于恒压恒容积差压法的微小泄漏流量测量方法,为消除系统误差,该方法使气流入口的压力在测量前后保持不变,从而可实现航空发动机密封件微小气体泄漏流量高精度测量,且流量越小测量误差越小。介绍微小气体泄漏流量测量方法的测量原理、高精度温度传感器、压力传感器、数据采集卡的选择,并通过试验验证恒压恒容积差压法测量微小泄漏流量的可行性。

    • 多功能全工况金属弹性密封圈试验台研制

      2018, 43(5):134-137. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.024

      摘要 (1503) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价航空发动机金属弹性密封圈在全工况下的性能,研制一种可模拟金属弹性密封圈全工况条件的多功能试验台,该试验台可实现受轴向加载的金属弹性密封圈的高温密封试验,能完成精确模拟压缩量的弹性试验以及轴向载荷谱加载的疲劳试验等,为评价金属弹性密封圈性能提供试验手段。采用该试验台对某W形封严环进行密封、弹性、疲劳试验。试验结果与样件产品的性能参数相当,并在试验中实现了精确模拟压缩量以及轴向载荷谱的加载。

    • 基于磷含量的风机在用齿轮油监测

      2018, 43(5):138-140. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2018.05.025

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

      摘要:风机用齿轮油中的含磷添加剂主要起到极压、抗磨作用,磷添加剂含量的变化趋势直接反应出齿轮油的老化程度。采用Spectro油料光谱分析仪测试大量在用齿轮油的磷含量,利用概率数理统计方法以及磷含量变化一元回归方程,建立磷添加剂含量的监测阈值。在大样本数据的基础上建立的磷添加剂含量阈值,可用于判断风机齿轮油的老化程度,为风机齿轮油更换提供参考依据。

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