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润滑与密封
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广州机械科学研究院有限公司

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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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    2024年 第49卷 第9期
    • 纳米ZnO对正辛烷边界润滑摩擦特性的分子动力学研究
      侯献军,安恒,江华

      摘要:为了研究纳米ZnO对正辛烷边界润滑性能的改善机制,在考虑边界粗糙度的情况下,建立具备凸峰的分子动力学边界润滑模型,研究25~400 MPa负载条件下基础液与ZnO纳米流体的密度分布与径向分布函数,分析基础液与ZnO纳米流体在不同正压力下的摩擦特性。结果表明:基础液与纳米流体在不同正压力下都出现了密度分层,且正压力越大,分层越明显;纳米ZnO的加入会改变基础液的结构,提升承载能力;纳米流体能降低剪切过程中摩擦表面应力应变,并减小晶格畸变的程度;质量分数1.636%的纳米ZnO流体界面模型的摩擦因数为0.078 1,较基础液界面模型减小了47.4%,说明纳米ZnO对正辛烷边界润滑界面具有显著的减摩作用。

    • 线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼拟合公式
      夏伯乾,王双猛,张泽斌

      摘要:弹流润滑油膜具有显著的弹簧阻尼作用,对齿轮、滚动轴承、凸轮等高副接触零件的动力学性能具有重要影响,然而目前关于弹流摩擦副刚度阻尼的认识还不统一。运用数值方法求解线接触弹流润滑摩擦副的摩擦学-动力学耦合模型,获得线接触弹流润滑摩擦副在简谐激励下的阻尼环,通过阻尼环识别出线接触弹流润滑摩擦副的刚度和阻尼;用变量控制的方法研究载荷、卷吸速度、材料参数等对线接触弹流润滑摩擦副刚度和阻尼的影响,并分析载荷、卷吸速度影响线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼的机制。结果表明,线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼随载荷增加而变大,随速度增加而减小。在数值解的基础上,拟合出线接触弹流润滑摩擦副刚度和阻尼公式,结果显示,载荷对弹流润滑摩擦副的刚度和阻尼影响最显著,而且弹流润滑摩擦副的刚度随载荷、速度和材料参数的变化幅度比阻尼的大。对拟合公式精度的检验表明,在很宽的参数范围内,拟合公式计算结果与数值解的相对误差小于10%,所提出的刚度和阻尼拟合公式具有很高的精确性。

    • 织构表面摩擦特性与三维形貌参数的关系研究
      李直,杜溢渊,徐志明,乔旭钱,刘焜

      摘要:为研究表面织构对油润滑界面摩擦特性的影响,建立织构表面摩擦特性与三维形貌参数变化趋势的关系。基于Navier-Stokes方程和空化模型,利用Fluent对光滑表面和3种不同面积占有率的织构表面模型进行仿真,研究不同卷吸速度下织构表面形貌对压力分布和流场分布的影响。根据ISO25178计算织构表面的三维形貌参数,结合摩擦学试验分析不同织构表面的三维形貌参数及摩擦润滑特性的变化趋势。结果表明:在高速条件下,织构对最大油膜压力的改善效果明显;织构的存在扰动了油液的流动,且随着织构面积占有率的增加,单元织构间的协同作用愈加明显;为了更高效地展现织构优势,可选择具有绝对值较小的偏斜度Ssk和峰度Sku、较大的空隙体积Vvv和较小的负载面积率Smr的三维形貌参数的织构表面,使得织构表面能获得较理想的摩擦特性。

    • W形密封结构金属封隔器性能研究
      冯定,张一铎,詹鸿运,侯灵霞,张红,曾颖慧

      摘要:针对橡胶封隔器难以适应150 ℃、70 MPa以上环境的缺点,设计一种适用于230 ℃、70 MPa工况,两端传递载荷,中间中空促进径向变形的W形密封结构的金属封隔器,并研究其密封性能。根据工况需求,以温度依赖性和超弹性激发应力选择β-NiTi合金作为W形密封结构材料,以W形结构坐封后产生的接触应力评价其密封性能,以工作承压后W形结构的弹性-超弹性应变率评价其解封性能,分析W形密封结构半径、壁厚及壁厚比对其密封性能的影响,并对设计优化后的W形结构进行密封性能仿真分析。结果表明:结构半径对W形密封结构的密封性能和解封性能影响较小,而壁厚与壁厚比均显著影响密封性能和解封性能;随着壁厚的增加,W形密封结构的密封性能逐渐下降但解封性能逐渐上升,随着壁厚比的增加,密封性能逐渐下降解封性能先上升后下降。对设计优化后的W形结构进行密封性能仿真分析,结果表明,基于β-NiTi合金材料的W形密封结构金属封隔器完全可以适用于高温高压环境,其在230 ℃、70 MPa的工况下坐封载荷为220 kN,弹性-超弹性应变率达90%以上。

    • 杂质颗粒对滚针轴承润滑特性影响研究
      宋琦,王优强,竺俊杰,马金月,徐莹

      摘要:为探究润滑剂中混入杂质颗粒对滚针轴承油膜润滑性能的影响,基于线接触滚针轴承润滑模型,建立考虑单个杂质颗粒的线接触润滑模型。采用多重网格法计算油膜压力,多重网格积分法计算油膜弹性变形以及逐列扫描法计算油膜温度,得到不同卷吸速度、载荷和颗粒尺寸下颗粒在接触区流动时的油膜压力、膜厚、流速和温度变化。结果表明:固体颗粒的存在会造成该位置附近油膜压力和温度的增大,膜厚降低以及流体流速的波动;卷吸速度降低、载荷增大和杂质颗粒尺寸增大均会大幅提高接触区内颗粒所处位置的压力和温度,出现恶劣工况,使滚针与滚道在该位置出现胶合或点蚀。

    • 高温溶胀下二硫化钼/丁腈橡胶力学和摩擦性能分子动力学模拟
      钱程,赵晶,李云龙,刘中强,王世杰

      摘要:为研究高温环己烷(C6H12)溶胀下,二硫化钼(MoS2)对丁腈橡胶(NBR)复合材料力学及摩擦学性能的影响,使用蒙特卡洛法和Forcite模块分别建立纯NBR、溶胀NBR、NBR/MoS2和溶胀NBR/MoS2复合材料模型,研究MoS2对NBR高温溶胀、力学和摩擦学性能的影响,并探讨MoS2改善高温溶胀NBR的机制。结果表明:C6H12溶胀使NBR的力学性能下降,但在添加MoS2后,复合材料的力学性能得到提高;C6H12溶胀使NBR内部分子链迁移、运动速率加快,但在添加MoS2后,有效地抑制了C6H12溶胀;C6H12溶胀会使NBR复合材料表面分子链增加,导致NBR摩擦学性能下降,但添加MoS2后,复合材料的摩擦学性能也有所提升。由于MoS2较大的比表面积以及较强的范德华力和静电力吸附作用,添加MoS2能改善高温C6H12溶胀下NBR复合材料的力学与摩擦学性能。

    • 变倾斜度槽浮环密封性能CFD数值模拟
      杨玺庆,王宇飞,马高峰

      摘要:为进一步提高浮环气膜密封的密封性能,提出一种变倾斜度槽浮环气膜密封槽结构。选取发散型非定深槽、定深槽和收敛型非定深槽3种槽型作为研究对象,利用FLUENT软件对气膜模型进行流场动压力数值模拟,对比分析微尺度间隙中不同工况参数对浮环气膜密封性能的影响。结果表明:介质气体被泵吸入微槽内,在间隙最小处和螺旋槽根底部处产生了明显的局部高压区;3种槽型结构中,收敛型非定深槽的密封性能最好,其浮升力最大,对泄漏的控制表现更为突出;3种槽型结构的气膜浮升力和泄漏量都随转速、压力和偏心率的增加而增大。

    • 纳米ZrO2增强PEEK/PTFE复合材料摩擦行为分子动力学模拟
      党亚朋,汤赫男,王明辉,刘林

      摘要:为了从微观结构探究和揭示纳米二氧化锆(ZrO2)对聚醚醚酮(PEEK)/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦行为的影响,在10%PEEK/PTFE复合材料中,分别添加质量分数4%、6%、8%、10%的纳米ZrO2,制备4种纳米ZrO2填充PEEK/PTFE复合材料,并基于分子动力学(MD)方法构建4种复合材料与铁对摩的摩擦模型。结果表明:适量纳米ZrO2可增强PEEK/PTFE复合材料分子链抵抗剪切变形的能力,在聚合物分子链之间形成较强的范德华力,改善了PEEK/PTFE复合材料摩擦性能;纳米ZrO2在摩擦过程中能有效抑制层间滑移现象,在复合材料中起到吸附聚合物分子链的作用,增强了原子间相互作用,阻碍摩擦过程分子链内部滑移;其中质量分数6%纳米ZrO2填充的复合材料摩擦性能最佳。

    • 单晶SiC磁流变弹性抛光垫的磁控抛光性能研究
      李晖龙,路家斌,胡达,雒梓源

      摘要:将智能可控材料磁流变弹性体(MRE)作为化学机械抛光中的抛光垫,研究不同磁控参数(颗粒类型、颗粒质量分数、颗粒粒径、固化磁场强度)的MRE抛光垫对单晶SiC的磁控抛光效果,并分析MRE抛光垫的磁控材料去除机制。结果表明:相比四氧化三铁磁性颗粒,羰基铁粉(CIP)磁性颗粒制备的MRE抛光垫,在抛光SiC时材料去除率(MRR)提高了52.2%;CIP质量分数越大,抛光的MRR越大,表面粗糙度越小,抛光的表面质量越好,因为CIP质量分数高时具有更大的材料模量和更多的CIP颗粒接触;不同磁性颗粒粒径的MRE抛光垫磁控抛光效果差异并不大,粒径通过颗粒的大小和接触概率影响着抛光加工的去除效果,这和表面的接触状态有关;相比各向同性MRE,施加固化磁场制备的各向异性MRE能获得更好的磁控抛光效果;在固化磁场为140 mT时制备的MRE抛光垫具有最好的抛光效果,其在抛光磁场为335 mT的条件下,可使SiC的MRR相比无磁场抛光时提升31.0%,表面粗糙度下降50.0%。MRE抛光垫磁控抛光材料的去除机制为,外加磁场增加了MRE抛光垫的机械力学性能,磨料对SiC表面具有更大的切削力和正压力,从而能够获得更大的材料去除。

    • 大型土工离心机磁流体密封结构性能研究
      闵自强,朱维兵,颜招强,王和顺

      摘要:大型土工离心机由于主轴轴径大、线速度高,使得现有磁流体密封结构很难满足安装、发热等要求。设计一种新型剖分式磁流体密封装置,利用有限元数值分析方法研究剖分式结构变形、极靴组件结构参数对密封性能的影响及密封装置温度分布,考虑实际加工能力,运用正交试验对结构参数进行优选。结果表明:结构参数对密封性能的影响程度由大到小依次为密封间隙、永磁铁高度、永磁铁宽度、槽宽、齿宽、齿高;优化后密封装置的各结构参数分别为密封间隙0.5 mm、齿宽2 mm、齿高2 mm、槽宽2.8 mm,永磁铁宽度11 mm、永磁铁高度22 mm;优化后的密封压力值为0.97 MPa,高于未优化前的0.54 MPa,同时高于工况要求的0.1 MPa;大轴径磁流体密封在工作时,存在轴套积热问题,需要在轴套部位开设冷却腔。

    • MoS2/CF改性超高分子量聚乙烯复合材料微动磨损性能研究
      辛小翠,苏瑜洁,刘昊,齐振涛

      摘要:采用热压烧结法制备一系列碳纤维(CF)和MoS2相对含量不同的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,研究填料在基体中的分布,考察CF和MoS2对UHMWPE复合材料热性能的影响;通过SRV-IV微动磨损试验机研究CF和MoS2对UHMWPE复合材料微动磨损性能的影响,并对复合材料的磨损机制进行研究;考察干摩擦和去离子水润滑介质2种条件下载荷对复合材料摩擦性能的影响。结果发现:CF的加入有利于复合材料热性能的提升;与单一CF改性相比,适量CF和MoS2同时改性UHMWPE更有利于复合材料摩擦学性能的提升,其中质量分数10%CF和10%MoS2改性的UHMWPE复合材料在摩擦过程中能在摩擦表面形成均匀致密的转移膜,且MoS2均匀分布在转移膜,这使得复合材料的摩擦磨损性能最优;复合材料在水润滑介质中具有更低的摩擦因数,其摩擦因数随着载荷的增加而上升。

    • 纳米CaCO3颗粒对润滑脂性能影响的研究
      王宇,张斌,张向军,胡志红,王哲

      摘要:在锂基基础脂中添加纳米碳酸钙添加剂并添加一定量的基础油,制备2种润滑脂,其中一种仅添加基础油,另一种同时添加基础油和纳米碳酸钙。对2种润滑脂进行分散性、滴点、锥入度、氧化诱导期、表观黏度等理化性能测试,并通过摩擦试验研究2种润滑脂的摩擦学特性,探究纳米碳酸钙的加入对润滑脂性能的影响。结果表明:纳米碳酸钙在皂基中的分布尺寸基本小于1 μm,绝大部分颗粒尺寸处于150~300 nm 之间;在锂基基础脂中加入基础油及纳米碳酸钙添加剂后,润滑脂滴点、锥入度变化不大,而氧化性能下降;2种润滑脂与基础脂相比触变性基本一致,纳米碳酸钙的加入并未破坏润滑脂网状结构的强度,未改变润滑脂的稳定性;在200 N载荷和温度50 ℃下,含纳米碳酸钙润滑脂需要经过一定时间的磨合才能表现出较好的抗磨性能,而当温度为100 ℃时,纳米CaCO3的加入可能会造成摩擦副磨损的增加。

    • 空间用轴系芯阀供油率快速检测装置研制及性能测试
      豆照良,刘万宁,杜越,周刚,张韶华,陈文斌,司丽娜,杨晔,阎红娟,刘峰斌

      摘要:被动式微量供油是空间轴系实现微量润滑的主要形式之一,润滑油的适量供给是保证空间轴系稳定运转的关键环节。针对空间轴系用多孔材质芯阀在传统跑合筛选技术中存在的耗时长、成本高等问题,提出采用空气代替航天润滑油作为流体介质对芯阀供油率进行快速检测的等效方法,并基于水下气泡法和LabVIEW图像识别技术研制了芯阀气体渗透率检测装置。对装置检测性能进行测试试验的结果表明:该装置对多孔材质芯阀的气体渗透率检测用时小于5 min,检测误差小于0.5%,供油率预测误差小于6.0%。

    • 液压传动橡胶密封圈优化仿真分析及试验研究
      王亚男,郭飞,项冲,侯平安,陈伟,魏莉,索军营

      摘要:针对液压传动系统中的旋转动密封O形圈进行优化研究,通过仿真分析与试验得到最终的优化结果。建立基于ABAQUS的橡胶密封O形圈模型,对比分析2种相同硬度级别不同力学性能的丁腈橡胶材料,研究不同材料O形圈在介质载荷状态下的密封面接触应力及初始密封性能。通过台架试验,研究不同截面尺寸O形圈的密封性能,对O形圈尺寸进行优化。结果表明:尺寸对O形圈的静态液压密封性能、低温密封性能、高温密封性能影响不大,尺寸对O形圈动密封磨损性能影响较大;截面直径尺寸控制在设计公差下限时,力学性能较好的NBR材料的O形圈的密封性能最好。通过结合仿真分析与台架验证试验,得出的研究结果为高性能、长寿命密封O形圈的设计与应用提供技术支持。

    • 基于CPA-FM-MEM磨粒分析的缸套-活塞系统健康状态评估
      丁乐天,曹蔚,吴佳军,严阳,吴剑锋,苏睿,孙靓

      摘要:以内燃机典型摩擦副缸套-活塞系统为研究对象,设计和搭建内燃机缸套-活塞系统状态监测试验台。针对传统最大熵方法分析润滑油中磨粒监测数据存在的缺点,提出改进的分数矩最大熵方法(Fractional Moment Maximum Entropy Method,FM-MEM),并结合食肉植物优化算法(Carnivorous Plant Algorithm,CPA)对关键参数进行寻优求解。对润滑油中磨粒监测数据进行阈值划分,实现内燃机健康状态评估,然后将理论与试验相结合,以在线磨粒监测为主,从润滑油磨粒、理化指标以及表面形貌3个方面对内燃机缸套-活塞系统的运行状态进行监测,分析低速工况下缸套-活塞系统各个时间段的磨损健康状态及磨粒含量变化趋势,通过内燃机整机的在线磨粒监测试验,证明该方法可实现对内燃机缸套-活塞系统的实时状态监测。

    • 大口径高温高压套筒调节阀密封结构设计与试验研究
      余瑞明,马云艳,张玉金,徐伟明

      摘要:为提高大口径高温高压套筒调节阀的密封等级,设计新型密封结构的大口径高温高压套筒调节阀。该阀密封结构分为上、下两部分,上部分通过弹簧预紧力调整密封位置,自动调节密封吻合度,下部分通过阀芯和下阀座密封,上下部分结构配合,同时密封。静强度仿真分析表明,调节阀最大应力为204.1 MPa,压盘、弹簧和上阀座结构的局部最大应力为40.26 MPa,均小于材料屈服强度,静强度满足要求。疲劳强度分析表明,在寿命内调节阀疲劳强度满足要求。流体流动仿真分析表明,在小开度30%工况,阀腔流体最大速度为554.240 m/s,最大压力为1.706 MPa,最高温度为252.50 ℃;在大开度80%工况,阀腔流体最大速度为501.736 m/s,最大压力为1.717 MPa,最高温度为259.99 ℃,结果符合流体流动特性。阀体耐压试验和阀座高压密封试验表明,阀体无可见渗漏和变形,阀座高压密封泄漏等级为VI,满足阀体耐压强度和阀座密封性能使用要求。

    • 柱塞泵进油口尺寸对润滑脂流量的影响分析
      艾力夏提·依力哈木,黄恒,谢小鹏,张文亮,易世宝

      摘要:为使在柱塞泵设计过程中进口段尺寸选取的有理论依据,计算润滑脂在管道不同尺寸条件下的流量和沿程阻力。根据流变学及流体力学理论,对润滑脂在管道内的流动状态进行分析,推导出润滑脂在进口段的流量方程,确定润滑脂管道流动的层流临界条件。研究结果表明:对于研究的柱塞泵,在进口段长度0~15 mm范围内流量呈现出骤降的趋势,长度大于15 mm后流量变化较为平稳;在进口段半径0~30 mm范围内流量呈现出平缓增大的趋势,半径大于30 mm后流量急剧上升。有限元仿真结果与数值分析结果一致,且有相似的变化规律,证明了管道流量方程的准确性。因此,推导的润滑脂管道流动方程适用于润滑泵的工程设计。

    • 钨含量对Ni-W合金镀层摩擦学性能的影响
      高强,白霄,牟毅,张德建,万勇

      摘要:为探究W含量对Ni-W合金镀层摩擦学性能的影响,采用脉冲电沉积技术在45钢基体表面制备Ni-W合金镀层,探究钨含量对Ni-W合金镀层微观结构、力学及摩擦学性能的影响。研究结果显示:制备的Ni-W合金镀层晶粒尺寸均匀致密,镀层与基体之间结合紧密;与基体材料相比,Ni-W合金镀层具有更高的硬度,且硬度随着钨含量增加而增加;45钢基体磨损行为主要表现为磨粒磨损,Ni-W镀层主要表现为黏着磨损和磨粒磨损,且随着W含量的增加,镀层的耐磨性能逐渐提高;在干摩擦和PAO6油润滑条件下,Ni-W合金镀层能够显著降低基体的磨损,尤其在油润滑条件下,镀层表面几乎没有出现磨损。因此,脉冲电沉积Ni-W合金镀层具备优异的摩擦学性能,通过调节镀层中的钨含量可有效改善其力学性能和摩擦学性能。

    • 多油槽滑动轴承中油槽泄油量变化规律研究
      董朵,李超,朱纪宾,刘泉,张金芳

      摘要:多油槽滑动轴承的油槽泄油量偏大,可能导致润滑系统压力低。为优化多油槽结构滑动轴承结构设计,针对某柴油机中间齿轮使用的多油槽滑动轴承展开研究,分析工况参数及油槽结构设计变化对油槽泄油量的影响。采用STAR-CCM+软件进行瞬态CFD计算,通过调整滑动轴承转速、供油压力、油槽油道数量以及轴向油槽深度,探究油槽泄油量的变化规律。结果表明:滑动轴承转速对油槽泄油量平均值影响很小;油槽泄油量平均值随着供油压力降低而降低,且降速逐步加快;减少油槽或油道数量都可以降低油槽泄油量,其中前者影响大,后者影响小;随轴向油槽深度减小,油槽泄油量的平均值先是近似于线性降低,到达一定深度值后降速逐步减缓。仅保留1个轴向油槽且将其深度减小到0.4 mm,是较好的设计方案。研究结果为多油槽滑动轴承的低泄油量设计提供了参考。

    • 不同参数影响下空间型管路冲蚀率的非线性回归分析
      吴泽兵,贺啸林,胡诗尧,姜雯,沈飞

      摘要:针对压裂液中携带的固体颗粒对管道冲蚀磨损导致的管件失效问题,采用ANSYS-Fluent软件对不同流体参数以及结构参数下管道的冲蚀磨损进行数值模拟,得出入口流速、颗粒直径、质量流量、黏度、以及弯管直径与空间型管路最大冲蚀率的最佳非线性曲线拟合方程。研究表明:流速、颗粒直径、黏度分别与最大冲蚀速率成二次函数关系;质量流量、弯管直径分别与最大冲蚀速率成幂函数关系。通过正交试验研究各参数对最大冲蚀速率的综合影响,运用SPASS软件对拟合方程进行多元非线性回归分析,得到冲蚀磨损的预测模型。结果表明,得出的非线性回归方程拟合程度高,能较好地反映各因素对空间型管路最大冲蚀率的影响规律。

    • 基于似然函数筛选法的旋转轴唇形密封可靠性关键设计因素研究
      张付英,韩兆,杨朋伟,吴继豪

      摘要:基于油封的有限元和数值计算模型,分析油封的设计参数对其静态和动态密封可靠性的影响规律。将油封的初始安装过盈量、油侧唇角、空气侧唇角、腰厚、腰长、理论接触宽度、卡紧弹簧的弹性模量、油封主体橡胶的硬度8个设计参数的标准化数据作为输入向量,将油封唇口最大接触压力、泵吸率和摩擦扭矩的标准化数据作为输出向量,建立响应面模型,以输出向量方差得到各设计因素的似然函数值作为评判指标,确定各设计参数对油封密封可靠性的影响程度。结果表明:橡胶硬度、理论接触宽度、弹簧弹性模量、过盈量、腰长对油封动态密封可靠性的影响较显著,油封唇口最大接触压力对弹簧弹性模量、理论接触宽度、橡胶硬度、腰厚、油侧唇角较敏感。综合考虑旋转轴唇形油封的静态和动态可靠性,得到影响其可靠性的关键设计因素为理论接触宽度、弹簧弹性模量和橡胶硬度。

    • 分采泵迷宫密封泄漏率的动网格技术分析
      肖阳,刘旭辉,高成,梅熠轩

      摘要:分层采油泵作为油田开采中、后期常用设备,其柱塞与泵筒间的密封常采用迷宫密封,由于井下高温高压的工作环境,密封间隙漏失成为影响泵效的主要问题。为探究压差流和剪切流对密封泄漏率的影响,基于计算流体动力学和Fluent动网格技术对密封间隙流场进行仿真实验,利用动网格中网格弹性光顺和网格重构的方法,避免了由运动壁面引起的网格畸变,进一步揭示间隙流场的特性。研究结果表明:在瞬态仿真中由运动壁面引起的剪切流作用更加明显,剪切流速的增大使边界层厚度变薄,进而影响泄漏率;间隙宽度、两端压差和柱塞运动速度对泄漏率均呈现正相关的关系;泄漏率主要受间隙宽度和压差流的影响,受剪切流影响较小。

    • 风电齿轮箱滑动轴承润滑性能及可靠性分析
      王洲,吴淼杰,陶友瑞

      摘要:风电齿轮箱采用滑动轴承代替滚动轴承是未来发展的主流趋势,然而由于复杂多变的服役工况,风机滑动轴承的润滑规律尚有待深入研究。为此,建立风电齿轮箱滑动轴承的润滑分析模型,仿真分析多种工况下滑动轴承的润滑状态,并拟合出滑动轴承的最小膜厚经验公式;结合润滑可靠性理论,基于最小膜厚公式建立润滑可靠性模型,并采用该模型研究风机在启动和停机工况下齿轮箱滑动轴承的润滑性能;提出一种风电齿轮箱滑动轴承的润滑可靠性分析方法,分析风电齿轮箱滑动轴承的润滑可靠性。结果表明:启动过程中滑动轴承的最小膜厚先快速增大,随后迅速下降直到稳定状态,而停机过程中最小膜厚则迅速降低;停机工况下滑动轴承的润滑失效时长要高于启动工况;外载荷方向对启动工况的润滑失效概率影响较大,对停机工况的影响较小。

    • 变分模态分解方法在轴承故障诊断中的应用研究进展
      陆志杰,王志良,鄢小安,刘德利,孙见君,马晨波

      摘要:作为旋转机械的核心和易发生故障的部件,滚动轴承及其故障诊断是目前研究的热点和前沿。有效的特征提取方法对于滚动轴承故障诊断至关重要,其中变分模态分解算法(VMD)因对复杂信号具有较强的分析能力和自适应性,应用潜力较好。对VMD的基本原理及其优势、VMD在轴承故障特征提取方面的应用、VMD参数优化方法以及最新进展进行归纳总结,针对VMD参数优化问题,从适应度函数构造和群智能算法改进上,提出一种新的解决方法,并探讨VMD在诊断滚动轴承早期微弱故障和复合故障等方面的不足之处,最后从理论研究和工程应用的角度,展望VMD未来的发展方向,可为从事滚动轴承故障诊断的相关研究人员提供参考。

    • 载流摩擦用铜-碳复合材料研究现状及展望
      宋英健,杨正海,焦金隆,李文勃,上官宝

      摘要:铜-碳(碳材料主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)复合材料因其优异的导电性、导热性和润滑等性能,广泛应用在航天航空、轨道交通、电力电子、武器装备等领域的载流摩擦副中。随着载流摩擦副服役条件越来越苛刻,对铜-碳复合材料的使用性能要求越来越高。介绍铜-碳复合材料的种类和组成,指出铜-碳复合材料存在的问题如强度较低、铜基体与碳材料增强相之间不润湿等,综述铜-碳复合材料的界面改善、制备方法等,并对铜-碳复合材料的发展方向进行展望。

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