欢迎访问润滑与密封官方网站!

咨询热线:020-32385313 32385312 RSS EMAIL-ALERT
  • 2019年第44卷第1期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 动静压气体端面润滑技术研究现状

      2019, 44(1):1-7. DOI: 103969/jissn0254-0150201901001

      摘要 (1129) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:动静压气体端面润滑因其高承载、高气膜稳定性和非接触等特性而广泛应用于密封、轴承和气浮输运等领域。介绍了动静压气体润滑的基本结构和工作原理,对动静压气体端面润滑技术的研究进展进行总结,重点介绍了静压节流结构的优化设计,动静压气体润滑的理论分析方法,动静压气体密封/轴承动态特性及微尺度效应研究。指出动静压气体润滑可控节流结构的设计及相关理论与实验研究还有待进一步探索,低速条件下动静压气体端面润滑的动态特性和微尺度效应是未来研究的重点,同时这也是提高动静压气体润滑结构工作性能和可靠性的关键。

    • 采用箔片轴承的高速透平转子动力学分析

      2019, 44(1):8-13. DOI: 103969/jissn0254-0150201901002

      摘要 (1043) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究采用箔片轴承的转子轴承系统的动力学特性,以高速透平膨胀机的轴承转子系统作为研究对象,建立有限元转子动力学模型,得到转子系统对应的临界转速大小,并计算轴承支撑刚度对转子系统临界转速的影响,揭示高速透平膨胀机转子涡动频率随转速的变化规律,获得轴承刚度、阻尼特性对轴承稳定性的影响。同时,为了更加准确地描述转子的运动状态,对转子系统进行时域分析,得到转子轴心轨迹和相应的频谱分析,并将时域分析结果与实验测试结果相对比,发现两者吻合良好。数值计算结果表明:箔片轴承的良好的刚度、阻尼特性使高速透平转子系统具有较宽的工作转速和更好的稳定性;对于转子系统的时域分析可以更加直观准确地描述转子的运动状态。

    • 模拟深海环境下超高分子量聚乙烯及其复合材料的摩擦磨损行为研究

      2019, 44(1):14-19. DOI: 103969/jissn0254-0150201901003

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用自行设计的高压摩擦磨损试验机考察超高分子量聚乙烯及其碳纤维、玻璃纤维填充复合材料在模拟深海环境下的摩擦磨损性能,并研究海水静压对材料吸水率、化学稳定性以及塑化作用的影响规律。研究表明,海水静压对边界润滑段的摩擦因数影响很小,但显著增大了弹流段的摩擦因数;吸水过程增大了超高分子量聚乙烯及其复合材料在静压下的磨损率,其原因可能在于静压增大了材料的吸水率,影响了材料的化学稳定性并加速了材料的塑化;碳纤维、玻璃纤维均有助于提升超高分子量聚乙烯在海水静压下的耐磨性能,其中,碳纤维填充高分子量聚乙烯在海水静压下的耐磨性能优于玻璃纤维填充高分子量聚乙烯,其磨损率基本不受海水静压影响。

    • 复合织构化压裂泵柱塞密封副动压润滑性能仿真研究

      2019, 44(1):20-30. DOI: 103969/jissn0254-0150201901004

      摘要 (1058) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损性能,在压裂泵柱塞密封副表面建立不同的复合表面织构(不同复合织构类型、不同分布方式、不同截面形状等),并在结合柱塞密封副几何结构特征、压力边界条件及雷诺方程的基础上,建立织构化柱塞密封副动压润滑理论模型,采用有限差分对雷诺方程进行求解,仿真分析复合织构对柱塞密封副动压润滑性能的影响规律。数值仿真研究结果表明:复合织构对动压润滑性能的影响与外织构深度有密切关系;内织构为凹坑或凸起,以及内织构为不同截面形状的复合织构,主要是通过影响织构平均深度与摩擦副间隙的大小关系,而对复合织构的动压润滑性能造成不同的影响规律;内织构分布于外织构右侧(润滑介质入口一侧)对复合织构动压润滑性能的提升最大。

    • 外加电势对304不锈钢在乙酸溶液中腐蚀磨损与重金属迁移行为的影响

      2019, 44(1):31-35. DOI: 103969/jissn0254-0150201901005

      摘要 (1108) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究不同外加电位条件下304不锈钢在体积分数为3%的乙酸溶液中的腐蚀磨损行为及重金属元素的迁移规律;对摩擦过程中不锈钢在3%的乙酸溶液中的电位进行极化扫描,根据得出的极化曲线在阴极和阳极区选定5个电位,考察在不同电位下304不锈钢摩擦因数及腐蚀电流随滑动时间的变化规律,并计算相应的磨损体积;通过磨痕形貌的观察,推测腐蚀磨损机制,并探讨腐蚀磨损过程中304不锈钢中重金属元素的迁移规律。实验结果表明:在阴极区,不锈钢仅受到纯机械磨损作用,随着表面的钝化膜不断去除,摩擦因数逐渐降低,磨损率相对较低;而在阳极区,不锈钢受到磨损与腐蚀的共同作用,摩擦因数逐渐升高,磨损量和极化电流不断增大,在外加电势达到10 V时,不锈钢的磨损体积是OCP(-04 V)时的3倍,磨损机制转变为腐蚀磨损、磨粒磨损为主的混合作用机制;同时Cr和Ni 2种重金属元素的迁移量分别达到114、58 μg/L。

    • 热效应影响下浮环轴承润滑静特性研究

      2019, 44(1):36-41. DOI: 103969/jissn0254-0150201901006

      摘要 (1118) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立计入热效应的浮环轴承流体动压润滑模型,利用数值差分法联立求解雷诺方程,进而求解浮环轴承端泄流量;通过与实验数据的对比,验证所建模型的正确性;考虑浮环受热膨胀变形的影响,研究供油温度对摩擦功耗、温升、浮动环转速、端泄流量等浮环轴承润滑静特性参数的影响。结果表明:提高润滑油供油温度会明显提升浮动环旋转速度,增大轴承内间隙的供油量,减小内外油膜摩擦功耗和端泄温升;端泄温升随轴颈转速的升高而增大,温升随轴颈转速变化的幅度在采用较低温度的润滑油时表现得更为剧烈。

    • 基于热网络法和有限元法的柔性轴承热分析

      2019, 44(1):42-46. DOI: 103969/jissn0254-0150201901007

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在谐波齿轮传动中,柔性轴承内外圈随着波发生器的旋转不断发生弹性变形,因摩擦及润滑油黏性剪切生成大量的热,引起轴承系统的温升,从而影响柔性轴承的传动性能及疲劳寿命。全面考虑柔性轴承的特殊性,通过对其内部受载的受力分析,得出较为精确的柔性轴承发热量计算方法。采用热边界条件,研究其各零件热量的产生和传递关系,分别应用热网络法和有限元法对其开展稳态热分析,得到其温度场分布,并进行结果的对比。研究结果表明,柔性轴承内圈及外圈工作过程中的温度分布具有对称性,且最高温度区域出现在内圈滚道处,次高温出现在滚动体上,外圈温度略低于内圈温度。

    • 弹性单向阀阀芯设计与密封分析

      2019, 44(1):47-51. DOI: 103969/jissn0254-0150201901008

      摘要 (1066) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:非金属阀芯具有安全稳定、生物相容性好的优势,为了拓展非金属弹性阀芯在医用射流中的应用,设计双突起结构的聚氨酯材料的单向阀阀芯结构代替金属阀芯和弹簧,从而实现对流体介质的控制。基于弹性材料的非线性力学响应,利用Ansys Workbench进行不同预压缩量下的计算分析。结果表明:设计的非金属单向阀阀芯预压缩量为01 mm时阀芯密封效果最佳;针对弹性阀芯,最大等效应力出现的位置与最大形变位置存在一定差异,设计过程中应当分别考虑。流体和弹性材料相互作用过程中流场的变化和阀芯的关键承载部位,内环突起的尺寸、加工质量和材料性能将决定弹性阀芯的动密封性能。

    • 涡轮泵密封对转子动力特性的影响

      2019, 44(1):52-57. DOI: 103969/jissn0254-0150201901009

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:某火箭发动机的氢涡轮泵存在异常振动问题,其原因是涡轮泵使用的迷宫密封对泵的转子系统稳定性产生了影响。为解决振动问题,建立转子系统模型,利用CFD软件获得密封和诱导轮动力特性系数,代入转子系统模型后提取转子系统对数衰减率,研究迷宫密封的各项参数和诱导轮对涡轮泵运行稳定性的影响规律,并分析采用孔型阻尼密封代替迷宫密封对转子系统稳定性的影响。结果表明:对于迷宫密封,采用较小的偏心率、较大的密封间隙、适宜齿厚和较多的齿数时,转子系统可获得比较大的对数衰减率,但仍不满足API617标准中对数衰减率大于01的要求,而采用孔型阻尼密封代替迷宫密封能满足API617标准的要求,大大提高了转子系统的运行稳定性。同时研究表明,系统中的诱导轮对涡轮泵的稳定运行有负面影响。

    • 氧化镧改性树脂基复合材料摩擦学性能研究

      2019, 44(1):58-63. DOI: 103969/jissn0254-0150201901010

      摘要 (1138) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服树脂基制动材料易产生热衰退而失效的问题,在热压成型的树脂基制动摩擦材料加入氧化镧进行改性。通过正交试验方差分析获得摩擦学性能较优的配方,通过X-DM摩擦试验、磨损表面形貌分析等手段探讨氧化镧对材料在不同温度下的摩擦学性能的影响,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明:摩擦材料配方组分及质量分数分别为氧化镧216%、酚醛树脂129%、硅酸铝纤维129%、竹纤维26%,其他填料50%时可获得较优的摩擦磨损性能;加入适量的氧化镧不仅能够稳定低温、高温摩擦因数,还能降低磨损率,减少热衰退的产生;在树脂基制动摩擦材料中加入适量的氧化镧后,其磨损形式由磨粒磨损为主转变为黏着磨损为主,且磨损表面出现大面积连续的摩擦膜。

    • 考虑残余应力的金属波纹垫压缩-回弹性能有限元分析

      2019, 44(1):64-69. DOI: 103969/jissn0254-0150201901011

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨金属波纹垫模压成型过程的残余应力和应变强化对垫片压缩-回弹性能的影响,在试验的基础上,建立考虑制造残余应力的金属波纹垫压缩回弹有限元分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,两者的垫片最大压紧载荷误差为130%,压缩率误差为908%,回弹率误差为1390%。根据有限元计算结果将金属波纹垫的变形历程分成3个阶段,对其变形机制进行分析,研究轴向载荷作用下金属波纹垫的压缩-回弹过程。研究表明:轴向载荷作用下金属波纹垫依次发生弹性变形、塑性屈服和弹性恢复阶段。

    • 单连续狭缝气体静压止推轴承的静态特性研究

      2019, 44(1):70-75. DOI: 103969/jissn0254-0150201901012

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种单连续狭缝气体静压止推轴承,应用Gambit软件建立轴承三维气膜模型,并利用Fluent软件对模型进行仿真求解,研究狭缝位置、狭缝深度和狭缝宽度对轴承的承载力、刚度、耗气量等静态特性的影响。结果表明:随着狭缝所在圆半径的增大,耗气量增加,承载力和刚度均先增大后减小;随着狭缝宽度的增大,承载力逐渐增大并趋于平缓,刚度和耗气量先增大后减小;随着狭缝深度的增加,承载力和耗气量呈线性减小,刚度则先增大后减少。因此,选择合适的狭缝结构参数可以提高轴承的静态特性。基于仿真结果,设计并制造一种组合式单连续狭缝气体静压止推轴承,在气体轴承试验台上测试其在不同供气压力下、不同气膜厚度下的承载力。结果表明:轴承承载力随着气膜厚度的增大而减小,随供气压力的增大而增大。设计的连续狭缝气体静压止推轴承可以满足精度要求,其试验结果与仿真结果具有较好的一致性。

    • W形金属密封环工作状态下综合性能优化设计

      2019, 44(1):76-80. DOI: 103969/jissn0254-0150201901013

      摘要 (1134) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足航空航天领域严苛工况下的密封要求,对W形金属密封环综合性能进行研究,提出从回弹性能、密封性能、稳定性能3个方面对W形金属密封环工作状态下的综合性能进行优化;建立W形环静态工况计算模型和准静态压缩回弹计算模型,分别计算塑形变形区域占比、最大接触应力和回弹率来描述其稳定性、密封性和回弹性;建立一套W形金属密封环的优化方法,应用分层求解和加权平均构造目标函数的方法,在给定工作条件下完成可行域内W形环最优综合性能设计的求解。优化结果与国外某公司产品契合度较高,验证了整个优化方法的正确性。

    • 气体钻井中钻屑对排砂管线易损段的冲蚀磨损研究

      2019, 44(1):81-88. DOI: 103969/jissn0254-0150201901014

      摘要 (1118) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对排砂管线现场布局和工作特性的调研发现,旋转控制头和接地管线之间管段受冲蚀最为严重,失效破坏比例和风险最高。以该易损段为研究对象,应用CFD方法及Fluent软件,建立较为准确的冲蚀模型,研究冲蚀发生机制及位置,探讨管线冲蚀特点。结果表明:排砂管线入口第一个接头受冲蚀最为严重,同一工况下落地处接头冲蚀略微降低;随着注气量增加,各处冲蚀磨损程度也加大;T形接头抗冲蚀能力优于弯接头,但岩屑颗粒在T形接头封闭端易堆积,若不及时清理会失去一定的抗冲蚀能力。为尽可能降低冲蚀对排砂管线的影响,在满足正常生产要求的前提下,可采用适当降低注气量的措施。

    • 柴油机轴瓦预紧状态下的润滑分析

      2019, 44(1):89-93. DOI: 103969/jissn0254-0150201901015

      摘要 (1116) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以船用低速柴油机主轴承轴瓦为研究对象,针对轴瓦在安装过程中受到的螺栓预紧力作用和工作过程中受到油膜压力作用进行仿真分析。应用有限差分法求解轴瓦油膜压力分布,利用有限元软件计算轴瓦安装时在预紧力作用下产生的形变量,模拟分析轴瓦在考虑和不考虑预紧力作用时,在油膜压力作用下的应力应变分布情况。结果表明:由于受到预紧力的作用,主轴承轴瓦两端面出现形变量的最大值;轴瓦在安装过程中受到预紧力作用而产生的应力应变较大,影响了工作过程中油膜压力对轴瓦的作用,因此在分析轴瓦工作时的应力应变情况时,不能忽略螺栓预紧力的影响;预紧力不仅影响轴瓦应力应变值的大小,同时改变应力应变值的变化规律。

    • 滚子圆环接触式光弹流试验装置的设计及初步实验研究

      2019, 44(1):94-97. DOI: 103969/jissn0254-0150201901016

      摘要 (1080) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了真实地模拟圆柱滚子轴承高速运转时滚子接触副间的油膜分布,基于光干涉原理构建滚子-圆环接触式光弹流试验机,该试验机克服了常规的球-盘试验机高速运转时,润滑油由于离心力的作用向外迁移的缺陷。利用新开发的光弹流试验机进行初步的试验研究,实验结果表明:该试验装置重载工况下工作平稳,图像清晰,对于未修形的滚子可以明显地观测到滚子端部的“边缘效应”,能够为润滑条件下滚子接触副的轮廓优化设计提供可靠的试验数据。

    • 软磨料对电积钴表面油污去除机制研究

      2019, 44(1):98-102. DOI: 103969/jissn0254-0150201901017

      摘要 (1141) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为清除成型电积钴块表面油污染并了解其去油机制,在滚筒摩擦磨损试验机上考察不同转速下不同体积比例磨料对油污染钴块表面的清洗效果以及磨损行为,采用扫描电子显微镜对钴块磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明:影响钴表面油污染去除效果的影响因素由大到小依次为转速、磨料类型和磨料与油污染钴块的体积比例;相同磨料体积比例下,转速越小则去油时间越短;相同转速与磨料体积比例条件下,稻壳对钴表面油污去除效果好于锯末。在文中试验条件下,转速为17 r/min、磨料与油污染钴块的体积比例为4∶1时,钴表面油污染清洗效果最佳。锯末对钴表面油污的去除以多周期重复疲劳机制为主,并伴随有显微切削机制;而稻壳对钴表面油污的去除是显微切削机制为主,伴有疲劳磨损机制。

    • 润滑油添加剂抗磨性能与结构定量关系

      2019, 44(1):103-108. DOI: 103969/jissn0254-0150201901018

      摘要 (1060) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用人工神经网络(ANN)方法建立以磨损体积量度来表征抗磨性能的定量构效关系(QSPR)模型。以载荷因子变量及3个分子描述符(包括润滑油添加剂分子中P原子个数,描述分子的大小及对称的2D自相关描述符,以及描述分子极性与反应活性的3D描述符)作为模型的输入变量,采用误差反向传播的ANN拟合磨损体积量度与4个描述符之间的关系。结果表明:建立的模型具有统计意义,且与文献报道模型相比,模型更为精确;磨损体积量度与3个分子描述符之间存在非线性关系,表明3个分子描述符能反映影响润滑油添加剂抗磨性能的重要结构因素。

    • 基于LMD谱分析的压气机转静子碰摩故障诊断

      2019, 44(1):109-114. DOI: 103969/jissn0254-0150201901019

      摘要 (1098) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提取压气机转静子的碰摩故障特征,提出一种基于弹性支承振动应变信号的局部均值分解(LMD)谱分析方法。该方法通过在转子系统弹性支承垂直和水平方向的弹条上粘贴应变片,获取转子系统在工作过程中的振动应变信号,通过对振动应变信号进行LMD分解,并对LMD分解所得信号进行循环频率谱和切片谱分析,从而获得碰摩故障特征。分析结果表明:LMD可以对弹性支承振动应变信号进行有效分解;弹性支承振动应变信号经LMD分解得到第1个PF(Production function)分量的循环频率谱和各PF分量的切片谱均可提取转静子的碰摩故障特征频率。叶轮叶片的分解检查结果验证了该方法对转静子碰摩故障识别与诊断的有效性。

    • 基于光谱分析技术的风机齿轮箱系统维护策略研究

      2019, 44(1):115-118. DOI: 103969/jissn0254-0150201901020

      摘要 (1154) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:风机齿轮箱中轴承和齿面的磨损是齿轮箱最常见的累积故障,当齿轮箱中的系统部件的累积磨损达到一定量时就会严重威胁到整个风电机组的正常运行,甚至大大降低其使用寿命。基于光谱分析技术对风机齿轮箱进行维护策略的研究,依据设备的不同累积磨损情况建立3种不同维护方式下的齿轮箱的维护策略,基于概率模型建立齿轮箱系统的时间成本模型,以最少维护时间成本为优化目标,利用蒙泰卡罗方法模拟设备随机衰退过程对巡检周期进行仿真,仿真结果表明提出的方案可行且有效。

    • 基于平台化的增压汽油机润滑系统设计

      2019, 44(1):119-122. DOI: 103969/jissn0254-0150201901021

      摘要 (1034) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现平台化增压汽油机开发的目的,应用发动机CAE技术对15 L自然吸气汽油机的润滑系统进行建模并与试验数据进行校核,在模型基础上对平台化15 L增压汽油机新润滑系统进行设计;为保持主油道压力不变,根据平台化增压汽油机新增加的增压器、活塞冷却喷嘴、真空泵、机油冷却器等新零件润滑要求,将机油泵排量从104 mL/rev提高到14 mL/rev。结果表明:在主油道压力不变时,原润滑零部件所分配的润滑油流量均与原系统一致,满足其润滑需求,而新润滑零部件的入口油压、润滑油流量等也均满足零部件工作需要。

    • 福建福清核电有限公司

      2019, 44(1):123-128. DOI: 103969/jissn0254-0150201901022

      摘要 (1115) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨某发电机组球面滚子轴承失效原因,采用发射光谱、铁谱、电镜能谱及模拟试验等方法,对新脂、在用脂以及损毁的轴承进行检测与分析。分析发现球面滚子轴承失效原因为,新脂在贮存过程中抗磨性能有所下降;轴承运行过程中,润滑脂受到水分污染失效,又未能定期添加,导致摩擦副表面发生高温氧化,最终烧伤轴承。提出选用满足要求的润滑脂和采用少量多次的定期加脂方式等改进措施,改进后球面滚子轴承运行正常。

    • 基于柴油介电特性快速检测其润滑性的方法研究

      2019, 44(1):129-132. DOI: 103969/jissn0254-0150201901023

      摘要 (1053) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在加氢精制柴油中添加不同量的抗磨剂,研究柴油介电特性与校正磨斑直径的相关性,结果表明,介电常数与校正磨斑直径的相关性是最好的。将介电常数与校正磨斑直径数据拟合,建立基于介电特性快速预测柴油润滑性能的模型。通过添加不同量抗磨剂对柴油模型计算值与测定值的比较,发现两者非常吻合,符合重复性要求。因此,可以通过对柴油介电常数的测定,来预测柴油的校正磨斑直径。

本期文章


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

阅读排行

引用排行

下载排行