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  • 2022年第47卷第2期文章目次
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    • 非对称结构表面织构对滑动轴承摩擦性能的影响

      2022, 47(2):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.001

      摘要 (121) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示织构凹坑方式对径向滑动轴承摩擦性能的影响,基于气液两相流理论,建立径向滑动轴承腔内油气两相流数值计算模型。将传统普通织构改进为出入口呈阶梯状的非对称织构,定义出入口壁面高度比值H为非对称因数,采用SIMPLEC算法进行求解,分析非对称因数对凹槽织构单元流体域内流场的影响,探讨径向滑动轴承不同位置织构、不同转速下非对称因数对摩擦学性能的影响。结果表明:凹槽织构排布于收敛楔入口能够有效提高摩擦学性能;由于流场速度和方向的变化以及织构凹坑出口处产生的双涡旋的影响,不同H值上壁面压力均大于对称织构与无织构工况;随着转速的提高,轴承腔内油相体积分数下降,H=0.25时承载能力最高,摩擦因数最小。因此,研究非对称表面织构对改良径向滑动轴承的润滑效果具有重要意义。

    • 不同沟槽棱圆角半径对带挡环的O形圈密封的影响

      2022, 47(2):8-14. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.002

      摘要 (102) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:O形圈密封沟槽棱圆角有利于O形圈和挡环的安装,防止O形圈或挡环被锐边划伤而影响密封可靠性,且沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能也有较大影响。以沟槽棱圆角半径为变量,利用有限元分析软件建立有、无挡环配合使用2种O形圈密封结构的二维轴对称模型,分析在35 MPa介质压力下静密封和动密封2种密封状态下O形圈密封性能,比较不同半径下2种密封结构O形圈和挡环的von Mises应力、接触压力和挤出情况。结果表明:在35 MPa介质压力作用下,带挡环的O形圈密封能达到密封要求,挡环与O形圈配合使用能有效降低沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能的影响;挤出处应力随着沟槽棱圆角半径的增大而增大,沟槽棱圆角半径越大,挤出处应力增幅越大,因此在涉及到动密封时,为了保证O形圈和挡环不被沟槽棱划伤,且挡环在挤出处受到较小应力,沟槽棱圆角半径取值不能太大,该结论将对带挡环O形圈密封沟槽设计起到一定的参考作用。

    • 基于多重分形去趋势波动分析算法的表面磨损形式特征研究

      2022, 47(2):15-21. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.003

      摘要 (111) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了识别表面的磨损形式以研究零件表面的摩擦学特性,以不同载荷下的磨料磨损和黏着磨损2种磨损形式的表面为研究对象,应用LSTM-1型磨损表面形貌测量仪和稳健高斯滤波方法对磨损表面形貌进行数据采集和滤波处理后,使用多重分形去趋势波动分析算法(MF-DFA)计算磨损表面高频信息的广义赫斯特指数,并通过分析该指数与表面形貌磨损纹理特征之间的关系,使用主成分分析法提取用于识别2种磨损形式的特征,然后采用K-means聚类、支持向量机(SVM)和BP神经网络方法,分别对所提取的特征参数进行分类,比较不同分类器识别结果的准确率。研究结果表明:广义赫斯特指数可用于区分磨损表面犁沟类和凹坑类纹理特征的指标,作为机器学习特征对表面磨损形式识别分类。

    • 柱面螺旋槽气液两相流体动压密封稳态性能研究

      2022, 47(2):22-29. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.004

      摘要 (122) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示航空发动机轴承腔内润滑油与加压气流形成复杂两相润滑状态下的柱面流体动压密封性能,基于两相流Mixture模型,研究气液两相介质柱面螺旋槽流体动压密封稳态性能,分析操作参数和结构参数对动压密封性能的影响。结果表明:在同样工况参数下,气液两相下柱面流体动压密封具有较好的动压效应;转速、压差以及液气比的增大均有利于提高柱面流体动压密封的浮升力,而浮升力随螺旋角和槽深的增大逐渐减小,随槽数的增大先增大后逐渐趋于稳定;泄漏率随压差、转速的增大而变大,随螺旋角增大先增大后趋于稳定,随槽深的增大逐渐增大,随槽数的增大呈现逐渐减小趋势。

    • 主动控制狭缝节流气浮支承结构及承载特性研究

      2022, 47(2):30-36. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.005

      摘要 (120) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现气浮支承承载性能的主动调节,设计一种主动控制狭缝节流气浮支承,可通过调节狭缝节流面积来调节气浮轴承承载力。建立气浮轴承CFD模型,运用动网格技术研究径向狭缝高度、供气压力和气膜厚度对气浮支承承载力的影响。结果表明:通过主动调节狭缝节流面积可以实现承载力的动态调节;增大狭缝节流面积可以增大承载力变化范围,增大供气压力、径向狭缝高度及减小气膜厚度可提高气浮支承静态承载力。所设计主动控制狭缝结构可以实现气浮支承承载性能的动态调节,为今后主动控制气浮支承的应用与发展奠定了理论基础。

    • 空调转子压缩机摩擦噪声的有限元分析

      2022, 47(2):37-43. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.006

      摘要 (103) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨空调转子压缩机摩擦噪声的产生机制,提出一种利用有限元软件对空调压缩机相关摩擦副进行摩擦噪声预测的方法。利用复特征值分析法对空调转子压缩机摩擦系统的有限元模型进行模态分析,获得摩擦系统的固有频率以及相应振型的变化特性,据此推断可能导致摩擦噪声的频率。有限元模型计算结果与实测数据具有很好的一致性,验证了该预测方法的有效性。结果表明:曲轴-法兰摩擦系统中摩擦力的引入可能使系统发生模态耦合,进而产生不稳定的振动与噪声;摩擦因数以及法兰弹性模量的变化对摩擦噪声的形成有显著影响,提高摩擦系统的临界摩擦因数可以在一定程度上提高摩擦系统的稳定性,当法兰的弹性模量取较高的数值时,摩擦系统就越容易产生摩擦噪声。

    • 双向连通槽热流固耦合热变形研究

      2022, 47(2):44-50. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.007

      摘要 (109) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的螺旋槽型不能满足旋转设备反向运转的密封要求的问题,根据双向槽型机械密封结构特点,提出一种双向连通槽型,通过建立热流固耦合模型,确立传热边界条件,采用ANSYS Workbench对几何模型进行单向耦合计算,讨论密封环在转速、压力作用下热变形规律。结果表明:双向连通槽泄漏量整体比螺旋槽型泄漏量小,且双向连通槽由于具有双向密封的结构,当设备反向旋转时,可以有效地阻止密封介质的泄漏;密封环热变形最大值位于密封坝区,槽区热变形最小,密封环轴向热变形由上向下逐级递减,表明在机械密封运行过程中,动静环密封端面是主要受力部位;随着转速、压力的增大,动静密封环总变形量呈递增的趋势,但静环总变形量增幅大于动环变形量增幅;转速是影响密封环温度变化的主要原因。

    • 铜包石墨含量对铜锰铝复合材料摩擦磨损性能的影响

      2022, 47(2):51-56. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.008

      摘要 (100) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善铜锰铝合金的烧结性能,并提高其在干摩擦下的摩擦磨损性能,以铜包石墨作为自润滑相加入到铜锰铝合金中,采用等离子真空压力烧结方法制备铜锰铝/石墨复合材料,分析铜包石墨含量对复合材料的密度、硬度的影响,探讨不同复合材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明:相比真空和氢气还原气氛下的烧结方式,等离子体烧结铜锰铝/石墨复合材料具有较高的致密度和硬度,其硬度随铜包石墨含量的增加而降低;在干摩擦和载荷小于20 N条件下,铜包石墨质量分数为6%~8%的复合材料有较好的减摩耐磨性能,在干摩擦条件下可作为自润滑材料使用;在油润滑条件下,不同材料的承载能力均有较大提高,但载荷较大时复合材料的减摩、耐磨和承载能力方面略低于铜锰铝合金。

    • 气液两相对机械密封润滑膜超声检测精度的影响

      2022, 47(2):57-61. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.009

      摘要 (88) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:机械密封动环和静环之间形成的润滑膜厚度是其稳定运行的一个重要评价指标,为实现润滑膜厚度的非接触检测,根据机械密封润滑膜的特点,构建了接触式机械密封润滑膜的超声检测模型,并推导了润滑膜厚度的计算公式。指出机械密封在运行过程中会产生两相流,准确测量机械密封润滑膜的厚度,必须考虑密封介质的两相问题。引入中间变量混合因子,通过试验获得混合因子和密封润滑介质密度的变化关系,进行气液两相润滑下的机械密封润滑介质密度的表征。对两相润滑下的机械密封润滑膜厚度进行超声测试,对考虑两相和不考虑两相的润滑膜厚度计算值进行对比分析。研究结果表明:在汽化程度不高时,考虑两相的润滑膜厚度计算值与真实值更接近;随着汽化程度的增加,超声检测的精度在降低,需从升速和声阻抗等参数的变化方面综合考虑。

    • GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢高温润滑条件下摩擦磨损性能

      2022, 47(2):62-68. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.010

      摘要 (119) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究轴承钢在高温润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢组织、物相及硬度进行了表征,利用QG-700型气氛高温摩擦磨损试验机研究轴承钢材料不同条件下的高温润滑摩擦磨损性能,并分析其磨损机制。结果表明:2种轴承钢的组织主要为马氏体、碳化物和残余奥氏体,其中G20CrNi2Mo渗碳轴承钢的表层硬度高于GCr15高碳钢轴承钢;在高温润滑条件下,2种轴承钢的磨损率都随着载荷和摩擦速度的增加而增大;GCr15轴承钢的平均摩擦因数随着载荷和摩擦速度的增加逐渐降低,而G20CrNi2Mo轴承钢的平均摩擦因数随载荷的增加而降低,随摩擦速度的增加而变化不大。G20CrNi2Mo渗碳轴承钢的耐磨性能总体优于GCr15高碳轴承钢,这与渗碳轴承钢的高硬度和具有回火稳定性的渗层有关;2种轴承钢高温润滑条件下的磨损机制是主要为磨粒磨损和氧化磨损。

    • 载荷和转速对HDPE多元复合材料摩擦学性能的影响

      2022, 47(2):69-74. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.011

      摘要 (102) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善高密度聚乙烯(HDPE)的力学性能、自润滑性和耐磨性,以HDPE为基体,通过填充六钛酸钾晶须(PTW)、聚四氟乙烯(PTFE)和滑石粉制备一种HDPE复合材料。在MMW-1型摩擦磨损试验机上测试复合材料在不同载荷和转速下的摩擦因数、磨损率,采用扫描电镜(SEM)分析磨痕形貌,探讨HDPE复合材料的摩擦磨损规律。结果表明:载荷对复合材料的摩擦因数和磨损率都有显著影响,当载荷增大时,HDPE复合材料的摩擦因数减小,磨损率增大;低载时转速对材料的摩擦学性能影响不大,高载时材料的摩擦因数和磨损率都随转速的增大先增后降;PTW的添加增加了复合材料表面硬度,能够有效防止复合材料与对偶件产生黏着;在低速或者轻载时,HDPE复合材料的磨损机制为犁沟磨损和疲劳磨损,载荷或转速增大后开始发生黏着磨损,载荷或转速进一步增大将产生塑性流动;高温引起的塑性流动填补了摩擦表面的微裂纹,阻止了疲劳裂纹的扩张并起到了润滑的作用,减小了摩擦因数,高速低载时磨损率下降,高载低速时磨损率上升。

    • 镀镍石墨磁性纳米粒子对ZL109微弧氧化反应过程及膜层耐磨性能影响

      2022, 47(2):75-81. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.012

      摘要 (119) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步探索微弧氧化反应过程中微弧氧化陶瓷层表面形貌、孔隙率等基本特征的受控机制,创新地提出向微弧氧化电解液中引入磁性粒子,即镀镍石墨磁性纳米粒子,探索磁性添加剂粒子对微弧氧化反应过程及膜层耐磨性能的影响。从膜层表面形貌、横截面形貌、孔隙率、平均孔径、厚度、表面粗糙度、反应能耗及物相组成等方面对微弧氧化反应过程进行了分析,并利用往复式摩擦磨损试验机分析膜层的耐磨性能。结果表明:镀镍石墨磁性纳米粒子通过在电解液磁场中形成的浓度梯度和改善电极表面电解液的导电性,对微弧氧化反应过程产生了较大影响,显著改变了陶瓷层的表面形貌、孔隙率等基本特征,使单位膜层厚度能耗明显下降。综合磨损表面微观形貌和磨损量的分析,发现添加08 g/L镀镍石墨磁性粒子制备的陶瓷层具有较好的耐磨性能,且摩擦因数稳定在较低的水平。

    • 小迷宫密封间隙对离心制冷压缩机性能的影响

      2022, 47(2):82-87. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.013

      摘要 (100) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨小迷宫密封间隙设计条件下离心制冷压缩机性能变化规律,以离心制冷压缩机为研究对象,通过CFD方法对压缩机叶轮和迷宫密封内的流动进行模拟。研究结果表明:迷宫密封内的流体压力近似呈阶梯状降低;在叶轮入口流量相同时,随密封间隙增大,泄漏量和泄漏损失系数在小流量工况下增大的幅度较大;在同一密封间隙下,随着压缩机叶轮入口流量的减少,泄漏量和泄漏损失系数均增大;考虑密封后,压缩机的总压比和等熵效率都有所降低,且密封间隙越大,降低得越多,特别是在小流量工况下总压比和等熵效率下降更为明显,总压比最大降低了8.02%,等熵效率最大降低了4.6%。

    • 点接触混合润滑中两种求解模型的比较

      2022, 47(2):88-95. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.014

      摘要 (123) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:混合润滑是典型零部件主要的润滑状态,根据表面形貌表征方式的不同,混合润滑模型一般分为统计学模型和确定性模型两类。为研究2种模型求解粗糙表面点接触混合润滑性能的差异,通过基于平均流量模型和GW模型的统计模型、基于统一Reynolds方程的确定性模型,分析并比较不同表面粗糙度、卷吸速度、载荷以及润滑油环境黏度时2种模型预测油膜厚度和粗糙峰承载比的吻合性。结果表明:随着粗糙度的增大,2种模型所得粗糙峰承载比的差别变大;随着卷吸速度或环境黏度的增大,2种模型所得膜厚的差别变大;低载荷时2种模型所得油膜厚度和承载比的吻合性均优于高载荷。

    • 旋转轴唇型密封圈的寿命预测研究

      2022, 47(2):96-101. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.015

      摘要 (178) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出基于ABAQUS软件和疲劳分析软件FE-SAFE预测旋转轴唇形密封圈寿命的方法。以某型号减速器中的输入轴与轴承端盖间的旋转轴唇形密封圈为研究对象,通过构建预紧状态下旋转轴唇形密封圈的有限元模型,获得旋转轴唇形密封圈的过盈量和理论接触宽度与唇口最大接触压力之间的关系曲线;根据ABAQUS获得的应力,并结合材料应力-循环次数曲线,应用疲劳分析软件FE-SAFE,预测不同过盈量和理论接触宽度对旋转轴唇型密封圈循环寿命的影响,并验证预测方法的有效性。结果表明:旋转轴唇型密封圈的循环寿命随过盈量的增大而减小,随理论接触宽度的增大而增加;综合考虑油封的密封能力与循环寿命,当过盈量在0.35~0.45 mm之间、理论接触宽度在0.3~0.5 mm之间取值时,该旋转轴唇型密封圈的循环寿命较高。

    • 基于Flowmaster的行星齿轮箱喷射润滑系统设计与分析

      2022, 47(2):102-108. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.016

      摘要 (121) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统润滑系统设计大多是先基于经验公式进行计算与设计,再通过试验进行验证的方法。针对传统润滑系统设计周期长、成本高的问题,提出基于Flowmaster的润滑系统设计方法。以某行星齿轮箱为例,对齿轮箱内各润滑点的生热情况进行分析计算,并初步设计润滑系统。结果表明:输入齿轮处的摩擦生热量最大,滑油需求量最多。通过Flowmaster软件搭建相应的润滑系统模型,对润滑系统性能进行稳态与瞬态仿真。Flowmaster仿真结果验证了所设计润滑系统可以满足齿轮箱的润滑需求。瞬态仿真结果表明,阀门的关闭速度会影响系统的流量和压力特性。

    • 有机柱撑型层状硅铝酸钠的合成及摩擦学性能研究

      2022, 47(2):109-115. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.017

      摘要 (88) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以十八烷基三甲基溴化铵(C18N+Me3)为模板剂,利用水热合成方法制备有机柱撑型层状硅铝酸钠材料(Lamellar Aluminosilicates-C18N+Me3,LAS-C18N+Me3),通过XRD、SEM、FTIR和TG对样品进行表征。利用SRV往复摩擦磨损试验机考察有机柱撑型层状硅铝酸钠材料(LAS-C18N+Me3)与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)复配作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,利用SEM、3D和EDS分析钢球磨损表面形貌和化学元素分布。结果表明:添加质量分数5%LAS-C18N+Me3的润滑脂有最佳的减摩抗磨效果;LAS-C18N+Me3与ZDDP的适宜复配质量比为5∶2,复合使用有优良的协同效应,能显著提高润滑脂承载能力,有效降低磨损体积和平均摩擦因数。钢盘磨损表面分析表明,在往复运行过程中摩擦副表面存在LAS-C18N+Me3物理保护膜和ZDDP化学膜,从而阻止了钢球和钢盘的直接接触,提高了基础锂基脂的摩擦学性能。

    • 大尺寸O形丁腈橡胶圈动密封性能测试分析

      2022, 47(2):116-121. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.018

      摘要 (119) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15~600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能。基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75~1.25 mm)和转速(5~50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡胶密封圈的动密封性能。结果表明:随水介质压力增加泄漏量呈近似线性增大,随压缩量增加泄漏量小幅下降,随转速增加泄漏量基本恒定;随水介质压力增加端面摩擦转矩线性增大,随转速和压缩量增加端面摩擦转矩变化不大。介质压力、压缩量、转速3因素中,介质压力对泄漏量的影响最大,然后依次为压缩量和转速,介质压力对端面摩擦转矩的影响最大,然后依次为转速和压缩量。

    • 六方氮化硼负载纳米铜润滑添加剂的制备及其摩擦学性能研究

      2022, 47(2):122-128. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.019

      摘要 (103) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水热吸附及热解还原制备六方氮化硼负载纳米铜复合润滑添加剂(Cu/h-BN),利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及红外光谱仪(FT-IR)对样品进行表征。将纳米润滑添加剂分散到聚α-烯烃(PAO10)中,采用球盘摩擦试验考察其摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)对典型的磨痕进行形貌分析,采用X射线光电子能谱技术(XPS)对沉积的润滑膜表面的化学成分和价态进行分析,探讨复合润滑添加剂在摩擦过程中的润滑机制。结果表明:相比于六方氮化硼分散的油样,复合润滑添加剂Cu/h-BN中氮化硼在摩擦界面的层间滑移以及纳米铜粒子在磨痕界面的修复作用,使得PAO10基础油表现出更为优异的摩擦学性能,摩擦因数和磨损率分别降低了15.4%和 29.7%。复合润滑添加剂Cu/h-BN中Cu和h-BN能发挥各自的结构优势,加速固体润滑膜的形成,从而实现优异的摩擦学性能。

    • 旋转控制头密封胶芯性能三维有限元分析与结构优化

      2022, 47(2):129-136. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.020

      摘要 (95) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升带压起下钻过程中旋转控制头胶芯密封性能,基于虚功原理得到动态密封过程的有限元控制方程,并进行橡胶单轴压缩试验确立胶芯变形过程中的Yeoh本构模型;运用ABAQUS试验平台建立胶芯三维有限元模型,通过模拟起下钻过程中胶芯动态密封过程,得出密封面上受力分布规律;研究胶芯内锥角、外锥角、内径等结构参数对密封性能的影响。结果表明:胶芯主密封面的接触压力大于其他部位,其中主密封面与内锥面拐点处接触压力最大;内锥角增大时内锥面接触压力变大,外锥角增大时密封面接触压力波动,内径增大时主密封面接触压力降低。通过正交试验对结构参数进行优化,得到的最优结构参数组合为内锥角24°、外锥角64°、胶芯内径79 mm,优化方案的接触压力峰值降低了0.51 MPa,Mises应力幅值降低了57.5%。现场应用结果表明,优化方案在满足胶芯密封要求前提下,疲劳寿命显著增长,验证有限元仿真分析的准确性。

    • 渣浆泵双端面机械密封密封环热力耦合分析

      2022, 47(2):137-142. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.021

      摘要 (112) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对磷酸厂渣浆泵机械密封因端面变形而导致的使用寿命缩短问题,以渣浆泵背对背型双端面机械密封密封环为研究对象,采用整体法,根据实际工况建立密封环热力耦合三维计算模型,研究密封环温度场分布及端面变形情况,分析不同工况下密封环热力变形对机械密封正常工作的影响。结果表明:密封环最高温度出现在静环内侧,且温度沿径向朝静环外侧逐渐降低;环境温度对密封环热力变形有显著影响,高温环境下机械密封更容易失效;密封端面受到热力耦合的影响,从平行面变为收敛面,造成密封面迅速磨损,泄漏量增大;根据端面变形形状,可考虑将该机械密封改造为非接触式机械密封,从而提高使用寿命。

    • 基于双参数的离合器摩擦元件损伤阈值制定

      2022, 47(2):143-151. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.022

      摘要 (116) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:摩擦热负荷与磨损是湿式离合器摩擦副损伤失效的2个重要因素,两者与工况参数都有着较为复杂的映射关系且相互作用。基于有限元模拟和离合器台架试验,运用3σ准则计算摩擦元件屈曲变形的临界径向温差,利用实验数据拟合与插值得出临界磨损率;通过BP神经网络训练得出双参数耦合作用的损伤阈值模型,并通过试验验证模型的有效性和准确性。研究表明:临界径向温差和磨损率与工况参数(压力和转速)呈非线性的关系,对偶钢片的临界径向温差随压力和转速的增大而减小,摩擦片的磨损率随压力和转速的增大而增大。所构建的基于双参数的阈值模型的预测结果与实测结果的总体误差一般小于7%,相较于屈曲理论模型和单参数阈值模型,该模型的预测结果更加逼近实测值,能够较准确地预测湿式离合器摩擦元件的损伤失效。

    • 黄原酸酯类杂环化合物的极压抗磨性定量构效关系研究

      2022, 47(2):152-157. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.023

      摘要 (92) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以从头计算Hartree-Fock分子轨道法计算三类(2-烷基黄原酸酯基乙酰氨基吡啶、2-烷基黄原酸酯基乙酰氨基苯并噻唑、2-烷基黄原酸酯基乙酰氨基噻唑)黄原酸酯基杂环润滑油添加剂的量子化学结构参数,通过多元线性回归分析分别研究这些分子的磨斑直径、最大无卡咬负荷与量子化学结构参数之间的关系,建立具有良好拟合效果和预测能力的抗磨性和极压性定量构效关系模型。结果表明,黄原酸酯类杂环化合物的熵是影响其作为润滑油添加剂抗磨性能的主要量子化学结构参数,而分子总能量对其极压性能产生重要影响。

    • 一种工业机器人用高性能润滑脂的开发与应用研究

      2022, 47(2):158-162. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.024

      摘要 (122) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据摆线针轮(RV)减速器的运行特点与摩擦副运行工况,选择合成烃基础油作为主要基础油,同时加入部分环烷基基础油以改善基础油与皂的相容性,增加部分增黏剂来保证产品的附着力和基础油的黏度指数;为提升润滑脂的抗氧化性及减摩和极压性能,选择氢过氧化物分解型抗氧剂(硫酯型)与自由基捕获型(胺型、酚型)抗氧剂复合抗氧剂,选择MoDTC为主的复合摩擦磨损添加剂。对该润滑脂在机器人负荷2 100 N、满行程、室温((23±2) ℃)、24 h不间断运行的极端运行条件下,进行了为期8 000 h的性能测试。在测试过程中机器人运行情况平稳、定位准确,表明该润滑脂对减速器的润滑保护性能优良,满足机器人使用要求。

    • 煤化工企业油品选型优化研究与应用

      2022, 47(2):163-166. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.025

      摘要 (94) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对煤化工企业用油现状进行分析,指出其润滑油使用普遍存在的问题,如采用的油品种类多、油品性能等级偏高、油品使用经济性偏低。提出总体上按照“油品种类最少化、设备润滑更优化、用油成本更低化”开展油品选型优化的思路,并介绍油品选型优化结果及产生的效益。开展油品选型优化,可使煤化工企业油品年使用成本下降,另外还能减少现场加错油的情况,提高设备润滑可靠性。

    • 硅橡胶与金属黏附效应的产生与影响分析

      2022, 47(2):167-172. DOI: 10.3969/j.issn.0254-0150.2022.02.026

      摘要 (102) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨橡胶密封件与金属法兰之间的黏附效应产生的原因及黏附效应对密封的影响,根据硅橡胶密封结构的使用特点,设计硅橡胶密封圈与金属法兰在不同温度、不同时间下的黏附实验。通过硅橡胶密封圈与防锈铝合金和2种不锈钢材料的对比实验发现,硅橡胶密封圈与不锈钢金属法兰易发生黏附,与防锈铝合金金属法兰不易发生黏附。通过对金属法兰表面接触角测试,得出金属表面能越大、氧化层越稀疏,黏附越容易发生。研究表明,硅橡胶密封圈长期与金属法兰接触产生的黏附效应是界面之间存在化学键导致,且这种化学反应是在一定温度下、随着时间增加而加剧。密封圈力学分析和密封结构泄漏率测试结果表明:无论黏附效应是否发生,结构的静密封性能不会发生改变。

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