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润滑与密封
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国内统一连续出版物号 :CN44-1260/TH

国际标准连续出版物号 :ISSN0254-0150

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    2022年 第47卷 第12期
    • 界面滑移对动压气体轴承间隙流动特性的影响*
      张镜洋,孙义建,吕元伟,罗欣洋

      摘要:为揭示转子静子表面流固界面非一致滑移状态下动压气体轴承转静子间隙流动机制以及对轴承性能的影响,建立界面非一致滑移修正雷诺方程,并耦合气膜厚度方程进行超松弛迭代求解,数值分析研究转静侧滑移状态、偏心率、间隙尺寸和耦合弹性箔片对间隙气膜流动特性的影响。结果表明:流固界面滑移状态对转静子间隙流动及其轴承性能具有显著的影响;转子侧滑移发生在压力上升区,这使得高压区压力减小;而静子侧滑移发生在压力下降区,使得高压区压力增大;与无滑移情形相比,局部滑移时间隙气膜压力峰值变化增幅达12%。在研究的参数范围内,随着偏心率减小和间隙高度增大,间隙界面滑移状态逐渐由转子侧滑移占主导向静子侧滑移占主导转变;耦合弹性箔片时,滑移区域增大1~4倍,滑移速度增大2~8倍,间隙气膜压力呈现双峰值分布。

    • 轴线倾斜及接触变形下平衡梁轴承均载性能*
      张帆,殷鹏,赵光良,刘昱阳,王建梅

      摘要:针对大型重载平衡梁可倾瓦推力轴承在轴线倾斜下的承载问题,分别建立高副接触变形方程和以支点膜厚为特征的瓦块膜厚方程,结合平衡梁组件的自适应动力学模型,研究典型工况下轴线倾斜大小和位置以及重载下平衡梁组件的高副接触变形对轴承均载能力的影响。结果表明:平衡梁组件高副接触变形在一定程度上可以改善轴承承载的均匀性,但随着倾角增大载荷不均匀差异性是不能被接受的;在轴线投影过瓦间、轴线投影过瓦块中心线、轴线投影过瓦块支点3种典型投影位置下,自适应平衡梁轴承的性能具有相似特性,平衡梁结构并不能实现完全均载;同时,轴线倾角φ存在一个临界值φe,当φ>φe时,轴承各瓦的性能差异会显著增大,因此在大尺寸大载荷平衡梁轴承设计时需要考虑材料的高副接触变形并对最大约束倾角φ提出规范。

    • 静压式干气密封温度场数值模拟及试验研究*
      贾宇宁,李双喜,张敬博,宋玉鹏

      摘要:密封环端面温度是影响静压式干气密封性能的重要因素,可以直接表征密封的工作状态。采用有限元分析软件,通过求解传热方程的方法,建立静压式干气密封环的温度场分析模型,分析异常接触条件下与正常工作条件下密封环端面的温度分布及特点。结果发现:异常接触条件下的密封环端面温度比正常工况条件下高约766%;膜厚增加会使密封环端面温度小幅下降,转速增加会使密封环端面温度大幅升高;腔体压力升高会使端面温度小幅下降,腔体温度升高也会使端面与腔内温差增大。分析温度场对密封性能的影响,发现随着温度的增加,密封开启力缓慢增加,而泄漏量和刚度均有所下降。提出通过温度监测的方式对密封运行状态进行实时监控的方法,并通过试验验证了该方法的可行性。

    • 考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*
      顾春兴,戴黎

      摘要:滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明:轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。

    • 双辉光离子渗铜对缸套-活塞环摩擦学性能的影响*
      张学成,饶响,吕永刚,郭智威

      摘要:为研究铜元素对缸套-活塞环摩擦学性能的影响,通过双辉光离子渗透技术在缸套材料表面加工出不同厚度的渗铜改性层,使用RTEC多功能摩擦磨损试验机开展不同负载、不同润滑条件下的模拟试验,采集并分析试验过程中的摩擦因数以及试验后体积磨损量和磨损表面形貌,研究渗铜改性层对缸套材料摩擦学性能的影响规律及作用机制。结果表明:渗铜处理可有效降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量;高载荷和干摩擦条件下渗铜改性层的减摩抗磨作用效果尤为显著,最高可使摩擦因数分别降低13.15%和30.86%,磨损量分别降低30.70%和38.57%;渗铜后缸套-活塞环磨损表面形貌平整,摩擦表面形成了铜含量较高的润滑膜层,该表面膜起到了减摩、耐磨的作用。

    • 高速重载弧齿锥齿轮点接触热弹流综合分析*
      侯岩锟,刘振刚,胡敦珂,王秋菊,刘振侠

      摘要:针对高速重载弧齿锥齿轮节圆位置,基于热弹流润滑理论进行齿面润滑特性分析,研究不同工况锥齿轮油膜各特征(压力、膜厚、温升)二维轮廓曲线的变化情况。结果表明:高速重载的工况使得Hertz压力峰与二次压力峰出现合并的现象,并且弹流润滑中经典的中央油膜平坦现象并不显著,仅当温度降低使润滑油黏度增加时,才逐渐出现了中央油膜平坦的现象。为了在工程实践中能够有针对性地调整工况参数来改善齿轮的润滑状态,分析油膜特征参数对输入参数的敏感性,发现工况参数中对油膜最大压力的影响程度由大到小为弹性模量、黏度、转速、功率;对油膜最大温升与最小油膜厚度的影响程度由大到小为黏度、转速、弹性模量、功率。

    • 不同瓦面形貌参数的曲面可倾瓦推力轴承动特性仿真研究*
      田佳彬,王刚伟,王娟,汪盛通,欧阳武

      摘要:为了揭示瓦块曲面形貌参数对船舶可倾瓦推力轴承动特性的影响规律,建立可倾瓦推力轴承瞬态热流体动压润滑模型,采用轴向扰动法研究轴承刚度和阻尼系数的计算方法并进行了验证。设计6种瓦面形貌,仿真分析不同形貌类型和瓦面弯曲程度对推力轴承动特性的影响规律。结果表明:推力轴承刚度系数随激振频率的增加而上升,阻尼系数随激振频率的增加而下降;在相同激振频率下,仅考虑一个方向的形貌改变,周向瓦面凸起量的增加可以增加油膜厚度,降低轴承的刚度和阻尼系数,但径向凸起量的增加对轴承的刚度阻尼系数几乎无影响;仅考虑径向凹陷时,阻尼系数随凹陷量的增加而增加并可达到最大;当同时考虑周向和径向的形貌变化时,则周向凸起量是轴承主要的影响因素。

    • 高黏度油润滑弹塑性接触问题数值仿真*
      张生光,刘刚,胡文颖

      摘要:针对高黏度润滑油工况下,已有弹塑性润滑模型计算结果失真的问题,采用半解析法建立弹塑性润滑接触模型,通过逐步增加润滑油初始黏度的方式来进行仿真计算,消除了接触区压力曲线的波动,从而克服先前计算失真的问题;基于各向同性强化准则下的J2流动理论,采用径向返回算法求解塑性应变,并且将塑性应变引起的残余变形考虑至润滑油膜厚度方程中。研究结果表明:弹塑性润滑压力主峰相比于弹流润滑结果明显降低,二次压力峰相对变化较小;弹流润滑的中心膜厚与弹塑性润滑中心膜厚接近,但最小膜厚稍大;对于较高的速度和黏度工况,塑性应变区域会向表面及接触区出口处移动。

    • 仿树形槽干气密封稳态性能分析*
      莫陇刚,丁雪兴,严如奇,王世鹏

      摘要:针对经典螺旋槽干气密封在反向旋转时动压效果较差,易遭受磨损、失稳等问题,提出一种新型双向旋转式仿树形槽。首先应用SolidWorks软件建立气膜三维模型,然后应用ICEM软件进行网格划分,最后在Fluent软件里对流场进行仿真模拟,将不同膜厚、槽深、转速等参数下开启力、泄漏率的计算结果与螺旋槽进行对比。结果表明:仿树形槽相较螺旋槽可产生明显的动压效应,且开启力较大,但其泄漏率较高,其中仿树形槽膜厚取2 μm,槽深取5~7 μm时,密封性能较好;膜厚和槽深对密封性能有较大的影响,干气密封开启力随膜厚增大而减小,随槽深的增大而增大;压力和转速增大2种槽型开启力都随之增大,但相比螺旋槽,仿树形槽密封性能受转速影响更小,且具有更好的开启效果。仿树形槽在实现双向旋转的同时也具有较好的密封性能,为双向旋转式干气密封槽型的设计提供一定的参考。

    • 基于多物理场耦合的航空发动机燃油泵液膜密封仿真分析与试验*
      任宝杰,郝木明,胡广阳,王铭章,苏志善,李勇凡

      摘要:针对航空发动机燃油增压泵接触式机械密封润滑失效问题,通过多物理场耦合仿真和试验分析人字槽液膜密封用于燃油增压泵的可行性。基于考虑粗糙度的雷诺方程、能量方程和热传导方程建立液膜密封多物理场模型,分析密封温度特性、泄漏特性等关键性能参数,并针对人字槽液膜密封开展密封性能试验研究。结果表明:与平端面接触式机械密封相比,人字槽型密封端面平均温度降低约50 ℃,有利于密封运行稳定性的提高;试验运行过程中密封各处温度稳定,泄漏量为0,满足燃油增压泵对密封的性能要求。

    • 船体横荡运动对转子-浮筏气囊耦合系统非线性动力学特性的影响*
      王军伟,李明,谢旋,杜晓蕾

      摘要:为研究横荡作用下船用转子-浮筏气囊耦合系统的非线性动力学特性,基于短轴承理论建立系统的数学模型,并用数值方法分析系统的动力学行为,探究转子转速、横荡幅值和频率变化对系统非线性动力学特性的影响。结果表明:与无横荡作用时相比,系统的动力学特性更为复杂;在转子转速较低时,系统在船体横荡作用下处于拟周期运动状态,随着转子转速的增加,系统出现分岔现象然后又合为一支直至混沌;随着横荡幅值的增大,转子的振动幅值也会随之增大,然而频率比的增加会使转子的振幅变小。

    • 考虑空化效应的齿面沟槽织构润滑性能CFD分析*
      仁青多吉,朱佩元,常雪峰,林秉敬,舒霞云

      摘要:为探究齿面沟槽织构参数对渐开线圆柱直齿轮润滑性能的影响,简化齿轮啮合模型选取并建立单元沟槽CFD仿真模型,通过分别求解未考虑和考虑空化效应的2种仿真模型,获得不同沟槽尺寸参数对模型润滑性能的影响规律。结果表明:沟槽织构的存在改变了流体域油膜压力分布状态,具有更高的油膜承载力和更好的动压性能;不考虑空化效应时,油膜承载力大小与沟槽宽度的变化密切相关,而受沟槽深度变化的影响较小,沟槽织构浅且宽时齿面具有更好的润滑性能;考虑空化效应后,表面润滑性能随沟槽宽度与深度的变化而动态变化,相较于不考虑空化效应,沟槽宽度更窄、深度更深时齿面具有更好的润滑性能;在沟槽深度与宽度均较小时,空化效应对动压性能的影响不是很大,在沟槽深度较小而沟槽宽度较大时,空化效应对动压性能的影响较大;而在沟槽深度较大时,空化效应对动压性能的影响始终较大,且不受沟槽宽度变化的影响。

    • 基于广义轴对称模型的橡胶旋转轴唇形密封圈磨损研究*
      刘亚东,尚闫*,柯玉超,夏迎松

      摘要:建立橡胶旋转轴唇形密封圈的广义轴对称模型,并基于Abaqus/Python二次开发与Abaqus/ALE自适应网格技术提出一种密封圈磨损有限元仿真方法,通过与实验结果对比,验证了方法的有效性。相比于三维磨损模型,该方法能够在保证计算精度的同时显著提高计算效率。基于该方法研究不同工况参数对密封圈磨损的影响。结果表明:磨损初期主唇口的空气侧磨损程度较油侧更严重,后期主唇口油侧磨损程度逐渐超过空气侧;转速对磨损的影响较小,且在相同磨损时间不同转速下的主唇口轮廓线大致平行;装配过盈量对磨损影响较大,但在相同磨损时间不同过盈量下的主唇口轮廓线大致平行;弹簧箍紧力对磨损的影响较大,相同磨损时间情况下,弹簧箍紧力越大则主唇口油侧磨损越严重。

    • 润湿性梯度集油表面制备及摩擦性能研究*
      王春莹,伊文静,刘长松,栗心明

      摘要:为了解决润滑油发生迁移,使接触面润滑油中断,导致润滑失效的问题,制备一种具有高集油性能的疏油-亲油-疏油的梯度表面。采用化学气相沉积的方法,在硅片表面沉积一层单分子膜,并采用接触角测量仪、UMT摩擦磨损试验机、共聚焦显微镜等对该样品进行表征,研究该类表面在限量供油条件下的润滑性能。结果表明:将油滴滴在疏油/亲油交界处,油滴能够迅速地从疏油区域向亲油区域运动;点接触往复运动摩擦实验结果表明,梯度表面硅片的摩擦因数明显低于原始的硅片,且梯度表面硅片的表面磨痕深度比原始硅片浅。各种实验结果表明,所制备的疏油-亲油-疏油梯度表面能够起到集油的作用,避免了润滑油中断的问题。

    • 应力偶流体润滑轴承油膜压力和轴心轨迹计算
      马艳艳

      摘要:根据应力偶流体动态润滑轴承雷诺方程,运用数值计算方法研究应力偶参数对轴承润滑性能的影响。针对某柴油机轴承,分别计算采用牛顿流体和非牛顿应力偶流体润滑时的油膜压力分布和轴心轨迹。结果表明:与牛顿流体润滑相比,应力偶流体润滑时轴承的油膜压力增加,且随应力偶参数的增加,最大油膜压力出现在轴承角度增大的方向;2种润滑条件下,所计算得到的轴心轨迹形状类似,不同之处在于牛顿流体润滑时其轴心轨迹离轴承的中心比较远,而应力偶流体润滑条件下轴心轨迹随参数增加向其中心靠近且最小油膜厚度明显增大。研究表明,应力偶流体润滑与牛顿流体相比提高了油膜压力,改善了轴心轨迹,且应力偶参数越大应力偶效应越显著。

    • 磨料混合对硅通孔铜膜抛光效果的影响*
      郑晴平,王如,吴彤熙

      摘要:磨料的粒径分布严重影响铜膜抛光效果,单一粒径磨料在抛光过程中,部分较大或较小磨料的作用难以准确评估。针对这一问题,采用不同且粒径相近(40、60和80 nm)的磨料混合来表征反映粒径分散性对铜膜抛光的影响,研究单一磨料、2种和3种粒径磨料混合的抛光液对硅通孔铜膜抛光的影响。结果表明:在相同质量分数条件下,不同粒径磨料混合能提高铜膜抛光速率和改善表面质量;2种粒径磨料混合时,粒径差距越大,则抛光速率越快;3种粒径磨料混合时其抛光速率和抛光表面质量优于单一粒径和2种粒径混合,当40、60和80 nm 3种粒径磨料的比例为1∶3∶2时,抛光效果最好。建立铜片与抛光垫之间磨料分布的物理模型,揭示混合磨料提高铜膜去除速率的机制,计算出磨料与铜片的接触面积。

    • 坡度角对航空发动机内环状阶梯型密封件性能的影响*
      李庆安,王建彬,徐慧敏,杨柳,杨剑飞,姚金结

      摘要:为了优化航空发动机内环状阶梯形材料的结构性能,减小密封件在载荷作用下产生的应力与形变,从而提升密封件的使用寿命,建立环状阶梯型密封件模型,通过施加载荷和改变外侧环状表面与轴向之间的坡度角,研究密封结构的应变和应力变化趋势,探讨坡度角对密封件使用寿命的影响规律。结果显示:外部载荷作用下的环状阶梯型密封件的应力主要产生于外部第一层凹角位置,相同载荷下环状阶梯型密封件所受的应力与产生的形变,随着坡度角增大应力与形变均先出现极大值,随后出现振幅相近的波动;使用寿命受到应力与形变的耦合作用,其变化规律也随坡度角的增加呈现出类似趋势,只是出现极值后的振幅较前者更大。在环状阶梯型密封件的设计过程中,优化外侧环状表面与轴向之间的坡度角能够一定程度上降低密封件产生的应力,减小整体发生的形变,从而间接延长密封件的使用寿命。

    • 极压抗磨剂在GTL基础油中的感受性研究*
      梁雪美,彭溢文,燕艺楠,彭朝林,郑舒丹,李阳阳,李艳

      摘要:为探讨GTL基础油与常用极压抗磨剂感受性,分别将二烷基二硫代磷酸锌(T203)、磷酸三甲酚酯(T306)、二烷基二硫代氨基甲酸钼(S-525)、钼胺络合物(MOLYVAN 855)、硫磷酸复酯胺盐(T307)、硫化异丁烯(T321)和合成酯(VANLUBE 7723)与GTL基础油进行调配,利用四球摩擦试验机分别考察单剂和复配后油样的最大无卡咬负荷、磨斑直径和摩擦因数。结果表明:T307、MOLYVAN 855在GTL基础油中极压性和抗磨性最优;T203和VANLUBE 7723复配、T203和MOLYVAN 855复配对GTL基础油极压性和抗磨性能提升明显,而T203和S-525复配具有最佳的减摩效果;T306分别和S-525、T307和T321复配时表现出的极压性能变化趋势相似,而T306和T307复配在表现出良好极压性能的同时,兼具有较好的减摩抗磨效果。

    • 热力耦合作用下水下井口连接器密封特性*
      刘统亮,魏行超,冯定

      摘要:为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能,根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型,运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型;在温度场数值模拟的基础上,进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析,得到油气介质压力及温度对水下井口连接器密封性能的影响。结果表明:油气介质温度越高,密封圈内部的温度梯度越大,在温度冲击影响下,连接器各零部件和密封圈之间的温差波动要大于匀速变温及瞬间变温下产生的温差波动。稳态热-结构耦合分析表明,金属密封圈会因温度升高而产生膨胀变形,并且该变形大于不施加温度载荷时的变形,说明温度载荷在特定条件下将直接影响连接器的密封特性;瞬态热-结构耦合分析表明,油气介质温度的快速变化,导致密封圈中接触面受热产生的线膨胀比外圈的线膨胀大,从而导致密封圈内部的不协调变形,因此在实际工作环境中应避免温度升高速度过快的现象发生。

    • 基于流固耦合的采油单螺杆泵容积效率求解方法*
      魏玉芬,赵丰德,韩国有,祖海英

      摘要:容积效率是采油单螺杆泵举升性能的重要技术指标,采用试验方式获取螺杆泵的容积效率是目前最常用的方法。为提高螺杆泵的设计效率,降低设计成本,提出采用单向流固耦合的数值仿真方法求解漏失量并计算容积效率。依据定转子之间的装配关系建立几何模型,计算不同压差条件下密封带处定子橡胶变形量,得到变形量随压差变化的规律。以现场试验条件作为仿真依据,采用单向流固耦合方法求解试验转速和泵压条件下螺杆泵的漏失量,进一步得到其容积效率。仿真计算结果与现场试验结果相一致,验证了采用单向流固耦合的数值仿真方法计算容积效率的有效性。通过这种仿真分析方法,可以在减少试验量的条件下,对螺杆泵结构参数进行优化设计,并对现场运行参数的匹配提供技术支撑。

    • 基于二维码的油液分析仪器数据采集与传输方法*
      刘杰,常兴山,孙锋,石好,周建辉

      摘要:油液分析仪器数据采集与传输是油液监测分析工作的重要环节之一,当前自带分析软件的油液分析仪器设备越来越多,但普遍存在信息传递接口不统一,只能对当前分析油样数据导出和传输,无法对历史数据内容和非分析结果文件内容进行提取和传输,不具备信息加密传输功能等不足。为此提出一套整体性的油液分析仪器数据采集与传输解决方法,该方法在仪器端通过操作系统API函数、Hook等技术获取需要传输的信息源,通过集成的数据格式解析算法获取需要的数据信息,再通过二维码进行信息呈现和切分等组织,在接收端通过扫描二维码获取到信息并反向还原;同时应用平台化的开发理念,实现了仪器端软件和接收端软件的通用化处理,集成了数据加解密功能。在光谱分析和磨损颗粒分析等仪器上的应用表明,该方法实现了光谱数据、磨粒分析图像等信息的采集与传输,取得良好工程效果。该方法的设计与应用,为油液分析仪器数据采集与安全传输提供新的解决方案。

    • 涂层材料特性对滚子轴承润滑性能的影响*
      王志坚,董宇微,张学飞

      摘要:涂层材料被广泛应用于滚子轴承中以改善界面性能和提高疲劳寿命,为了探讨涂层材料性能对滚子轴承润滑性能的影响,基于流体力学与接触力学理论,建立带涂层的有限长线接触弹流润滑模型,探讨不同载荷、速度以及涂层材料特性对油膜压力、油膜厚度的影响。研究表明:随着涂层厚度的增加,硬涂层使得最小油膜厚度先增加后减小,而软涂层轻载时使得最小油膜厚度先减小后增加,重载时最小油膜厚度一直减小;随着速度的增加,出口区二次压力峰值增加,硬涂层尤为明显,并且油膜厚度也增加,油膜平坦区域减小,出口区油膜紧缩值增加。为提高润滑性能,当使用较厚软涂层时应考虑增加滚子凸度量,而使用较厚硬涂层时应考虑减小滚子凸度量。

    • 铜互连CMP工艺中缓蚀剂应用的研究进展*
      闫晗,牛新环,张银婵,朱烨博,侯子阳,屈明慧,罗付

      摘要:抛光液是铜互连CMP的关键要素之一,在CMP中每种成分发挥不同的功能,其中缓蚀剂的选择及性能对抛后的表面质量会产生直接影响。对近年来铜互连CMP中各类缓蚀剂的研究进展以及缓蚀剂与不同类型添加剂间的复配协同进行归纳总结,同时介绍缓蚀剂与不同类型添加剂间的作用机制。最后对未来铜互连CMP中缓蚀剂的应用前景进行展望,指出绿色环保的铜互连CMP缓蚀剂的开发,通过缓蚀剂的复配协同作用以提高抛光质量,以及从微观角度进一步揭示缓蚀剂的作用机制是未来的研究方向。

    • 摩擦界面内杂质颗粒物的力学行为研究进展*
      王继寒,慕宏祥,刘天霞,汤占岐

      摘要:摩擦界面内夹杂的固体颗粒物,会影响摩擦副的摩擦、磨损性能,并可能导致摩擦副异常振动和温度升高,应用表面织构可改善摩擦界面的摩擦学特性,为摩擦副的减摩、抗磨提供了有效的途径。介绍摩擦界面夹杂有固体颗粒时的摩擦、磨损机制,概述颗粒-摩擦副的力学模型、颗粒被卷吸进入摩擦接触界面前后的力学行为,以及颗粒存在时表面织构的作用。展望颗粒-摩擦副系统的研究方向,包括非球形颗粒的力学行为研究,摩擦接触界面间颗粒的运移规律研究,摩擦体系各要素间的协同作用和制约机制研究,润滑脂作为润滑剂时固体颗粒的力学行为研究等。

    • 水下环境下不同密封结构形式性能分析
      宋强,张浩,许可,姚晨佼,赵飞虎

      摘要:为选择合理的水下装备密封结构形式,对格莱圈、O形圈、X形圈组合和矩形圈在水下环境下的密封性能进行分析。采用ABAQUS软件分别建立4种密封结构的有限元分析模型,研究4种密封结构在预压缩阶段、变压缩率和变外界压力下的等效应力、接触应力和剪切应力变化规律,对比分析4种密封结构的密封性能。研究结果表明:相同的初始压缩率下,矩形圈最大等效应力最大,然后依次是X形圈组合、格莱圈、O形圈,矩形圈最大接触应力和最大剪切应力最大,然后依次是X形圈组合、O形圈、格莱圈,矩形圈在初始压缩阶段具有更好的密封性能;随着初始压缩率和外界压力的增大,格莱圈、O形圈、X形圈组合和矩形圈的最大等效应力、接触应力、剪切应力随之增大,其中矩形圈和X形圈组合的应力增长率较高。矩形圈和X形圈组合在密封能力方面较优,但其等效应力和剪切应力水平过高,容易诱发密封失效;格莱圈和O形圈虽然在密封能力方面不如矩形圈和X形圈组合,但其最大等效应力和最大剪切力较小,故其用作密封时寿命更长。

    • 不同活塞销孔衬套-活塞销摩擦副匹配性能研究
      刘旭康,张利敏,王延荣,刁占英,王根全,王浩宇,强慧,袁晓帅,柯庆航

      摘要:活塞销孔衬套-活塞销是柴油机重要的摩擦副之一,其匹配性能的优劣直接影响使用寿命和动力特性。为探讨不同制备工艺的活塞销孔衬套与柴油机在用活塞销的匹配性能,将分别采用挤压和旋压工艺制备的活塞销孔衬套,以及进口衬套分别与柴油机在用活塞销匹配,在摆动摩擦副摩擦磨损试验台进行承载、抗咬合和耐磨损性能试验。试验结果表明:制备工艺对摩擦副匹配性能具有一定的影响;从摩擦扭矩、摩擦温度、宏观形貌和磨损量4个方面分析,相同工况下挤压衬套承载极限、抗咬合性能和耐磨损性能均优于旋压衬套,具备对标进口衬套的能力,可为国内活塞销孔衬套的选配提供参考。

    • 某航空电机脂润滑轴承失效分析与改进措施
      陈彬,徐俊,张剑,郭帅,姜艳红

      摘要:针对某航空电机用脂润滑密封轴承试验器试验失效问题,分别从轴承外观、材料、硬度、金相组织、润滑脂等5个方面进行检测和分析,发现密封圈磨损产生的磨屑掉入轴承内部使润滑脂变质是导致轴承失效的主要原因。提出将密封圈材料由聚四氟乙烯更换为硬度较低的氟橡胶,同时降低密封圈接触唇与内圈挡边过盈量等改进措施,取得了良好的效果。

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