激光微造型凸轮副的摩擦磨损

采用UMT-2多功能摩擦磨损实验机,模拟内燃机凸轮/滚轮工况条件,考察了多种激光微造型形貌试样表面的摩擦磨损特性.实验结果发现,与未处理光滑表面相比,激光微造型试样表面的耐磨、抗擦伤性显著提高,其中,凹坑造型表面的摩擦因数显著下降,而凹槽表面的摩擦因数相对较大.这说明凹槽形貌会增大表面摩擦,而凹坑形貌具有一定的减摩效果.合理选择凹坑的深度及其面积占有率,并进行微形貌几何参数的优化组合,可达到最佳减摩效果.     

机械密封环上游泵送槽凸模压制脱模工艺试验

为了解决凸模压制碳化硅密封环泵送槽时存在的黏模问题,从模具结构、脱模剂种类选择、加压及卸压速度等方面,运用单因素分析法,在液压成型机上开展大量工艺试验,以优化工艺参数组合.研究结果表明：螺旋小块的脱模斜度和过渡圆角对脱模效果和脱模后密封环的形貌影响较大,脱模斜度为11°～15°、下端面过渡圆角半径为0.1～0.2mm时最佳.根据脱模剂性质和试验结果,最终选择自主研制的2种组合方式,即固体润滑剂二硫化钼和凡士林混合,以及锂基润滑脂和抗磨液压油混合.前者脱模后密封环的形貌较好但涂抹过程较烦琐,且成功率偏低,后者反之.加压速度及保压时间对脱模效果无明显影响,但卸载速度的影响较大,当卸载速度为2～5MPa/s时脱模效果最佳.另外,根据碳化硅粉料的特点及泵送槽的形貌要求分析了其他脱模剂不能满足使用要求的原因.     

差速器行星齿轮结构优化

汽车差速器是当车辆行驶在不平路面或转弯等情况时,可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩,从而消除左、右车轮在汽车运动学上的不协调,是汽车传动系中的关键零部件之一,其力矩的分配和各构件的强度直接决定着车辆的转向性能、通过性和可靠性。差速器内一般包含行星齿轮、半轴齿轮,行星齿轮与半轴齿轮相比体积较小,在承受相同载荷的情况下,行星齿轮更易损坏。本文通过优化行星齿轮结构,达到提高行星齿轮可靠性的目的。     

端面规则凹坑造型机械密封综合性能的数值分析

考虑密封端面间液膜的空化现象和流体动、静压效应的相互影响,建立了端面规则凹坑造型机械密封的理论分析模型,利用多重网格法分析了在不同的密封系数下,球缺面凹坑的几何结构参数对端面间液膜开启力、摩擦转矩和液膜刚度的影响.结果表明,密封系数和微凹坑的深径比对密封性能的影响较大,密封系数越大,液膜开启力和刚度越大,存在最优的深径比使液膜开启力和刚度达到最大,且最优的深径比随着密封系数的增大而减小;面积密度对密封性能的影响不明显,存在最优的面积密度使液膜开启力和刚度达到最大,且最优的面积密度不受密封系数的影响.     

双偏心卵形齿轮行星系分插机构的分析研究

鉴于已有的高速水稻插秧机中的椭圆齿轮行星系分插机构在取秧过程中易出现伤秧、插秧过程中易出现倒秧或插不进秧的情况,借助于计算机辅助软件对双偏心卵形齿轮行星系在高速水稻插秧机旋转式分插机构上进行了应用研究,提出了以标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线作为基础,对无函数表达式节曲线的双偏心卵形齿轮行星系各项参数进行理论分析,建立双偏心卵形齿轮行星系的实体模型,为了将其与插秧机上其他零部件进行装配,给出了双偏心卵形齿轮行星系旋转式分插机构虚拟制造结果。对改装后的插秧机分插机构的虚拟样机进行仿真,与椭圆齿轮行星系分插机构在插秧性能方面进行比较。结果表明:由于双偏心卵形齿轮相对于标准椭圆齿轮的设计变量多,因而结构优化更灵活,安装在插秧机上稳定性好。因此,双偏心卵形齿轮行星系分插机构比椭圆齿轮行星系分插机构更能满足在高速化条件下插秧轨迹的要求。     

并联移栽机器人视觉的研究——基于图像的秧苗位置确定

以三平移并联机器人视觉系统为研究对象.采用超绿色(Extra Green)特征分割方法对植物秧苗在钵盘中的彩色图像进行分析,提取出图像中绿色成分,并进行二值化处理;然后,对二值图运用质心法、形态学运算法和中点法3种方法确定图像中心位置,并综合比较3种运算方法,得出确定秧苗根茎位置的最佳方法为形态学运算法.     

激光表面织构机械密封润滑特性的试验研究

采用调Q半导体泵浦YAG激光器,利用＂单脉冲同点间隔多次＂激光加工工艺在密封环端面加工具有环形阵列分布的微凹坑织构.在机械密封计算机辅助试验装置上,进行了激光表面织构机械密封与普通机械密封的试样的对比摩擦性能试验,研究了激光表面织构技术在不同的密封介质压力和转速等工况下对机械密封的润滑特性的影响.结果表明：在试验范围内,激光表面织构技术对于改善机械密封润滑特性的作用主要受密封介质压力的影响,转速的影响则相对较小.与无织构机械密封相比,在较低密封介质压力的条件下（0.2 MPa）,激光表面织构机械密封能显著改善润滑特性,摩擦转矩最大可减小60%,转速对摩擦扭矩的影响不大.在较高密封介质压力的条件下（0.8 MPa）,转速对摩擦扭矩的影响起到较大的作用,只有当转速达到一临界值时激光表面织构机械密封才能够起到改善润滑的作用,且作用较小.     

阴影环境下拖拉机视觉导航路径识别方法研究

在对比分析了普通环境与阴影环境下图像特点的基础上,提出了一种适用于阴影环境下拖拉机视觉导航的路径识别方法。首先,运用2G-R-B彩色模型分割图像,根据图像的线性灰度分布,采用合理的点运算分析法提高图像对比度,利用迭代阈值分割法和二值图像闭运算提取道路特征;然后,通过扫描道路边缘离散点和最小二乘法拟合出拖拉机的导航路径。实验结果表明,该方法能快速和有效地提高拖拉机视觉导航系统对阴影环境的适应性。     

激光表面微造型工艺试验与应用

在声光调Q二级管泵浦固体光源（DPSS）Nd∶YAG激光器基础上,采用“单脉冲同点间隔多次”激光微加工工艺,对灰铸铁材料表面进行微造型加工。分析了激光波长、光斑距离、重叠面积系数及重复频率对微造型质量的影响。试验研究表明,该工艺能有效防止金属熔融和重铸现象,获得较为理想的微腔形貌和表面质量。分析了微加工断面形貌,表明微腔（槽）表面留有一层与基体结合良好的硬化层。通过4L88型柴油机激光珩磨缸套的性能试验研究表明,与普通平顶珩磨缸套相比,采用激光珩磨缸套,柴油机机油耗降低39.3%,漏气量降低30%,PM排放降低18.8%。     

激光表面跨尺度织构化机械密封摩擦性能

采用声光调Q的半导体泵浦Nd：YAG激光器,利用＂单脉冲同点间隔多次＂激光加工工艺在碳化硅机械密封环端面进行跨尺度织构化处理,制备微凹坑织构和宏观上游泵送槽织构,用表面形貌三维测量仪测量激光加工后的试样.在机械密封计算机辅助试验台上,进行了激光表面跨尺度织构机械密封与无织构机械密封的摩擦性能对比试验,研究了跨尺度表面织构在不同的密封介质压力和转速等工况下对机械密封摩擦转矩的影响.结果表明：激光表面织构化技术能在密封环表面进行微凹坑型及微凹槽型织构的跨尺度加工.在试验的工况参数范围内,无论是在低压低速,还是在高压高速工况下,激光表面跨尺度织构均可以显著地改善机械密封的摩擦性能.与无织构机械密封相比,激光表面跨尺度织构机械密封的摩擦转矩最大可减小65%,并且运转相对较为稳定,受密封介质压力和转速的影响相对较小,这是由于所制备的跨尺度表面织构起到了改善密封端面间润滑状况的作用.