船闸蘑菇头和帽接触有限元计算与优化

利用ANSYS软件计算船闸底枢蘑菇头和帽在均布外载作用下的接触应力、应变分布,分析表明:增加外载作用面积、改变接触面粗糙度对接触变形参数影响不大,增大球面半径、减小配合间隙、使用浮箱减小外载和注油孔偏移帽轴线都可有效降低接触应力以减少转动磨损。     

粉末冶金Al-Cu-Cr复合材料的耐磨行为

以Al粉、Cu粉和Cr粉为原料,采用冷压烧结方法制备了Al-5Cu-5Cr复合材料,并进行了热挤压加工,考察了其耐磨行为。结果表明,Al-5Cu-5Cr复合材料具有良好的耐磨性,其磨损体积仅是QSn6.5-0.4的4.56%,磨损表面呈Al基体、硬质相(Al2Cu、Al11Cr2等)和少量孔隙的耐磨组织,兼有软基体加硬质点和硬基体加软质点2类耐磨组织。来自40Cr钢转移物较少,适宜同40Cr钢组成摩擦副,对偶件没有出现增量或减量现象。     

咸水对UHMWPE材料摩擦性能影响及微观分析

为研究超高分子量聚乙烯材料在咸水输送过程中的摩擦性能以及微观动态,采用CFT-I型材料表面性能综合测试仪在干摩擦、纯水润滑、咸水润滑3种不同摩擦环境下对UHMWPE材料试样进行旋转摩擦,通过扫描电子显微镜以及表面轮廓仪分析了转速为500 r/min,荷载为50 N,历时为25 min;转速为500 r/min,历时为10 min,荷载为30,50,70,90,110 N;荷载为50 N,历时为10 min,转速为300,500,700,900,1100 r/min等变量因素对UHMWPE摩擦磨损性能的影响规律,以及咸水润滑过程中颗粒的微观运动形态.结果表明:咸水润滑下UHMWPE磨损机制主要为磨粒磨损,其摩擦系数以及磨损量相比干摩擦、纯水润滑均最小,摩擦系数随着荷载以及转速的增大呈现先增大后减小的规律,且随时间的延长呈现下降趋势.咸水润滑在摩擦过程中形成减磨性能强的润滑膜并且析出起到滚珠作用的盐结晶颗粒,可减少UHMWPE在咸水输送中的磨耗,为UHMWPE材料在咸水环境下的应用提供了理论基础.     

人字门底枢减摩抗磨结构材料及润滑设计

江苏省是我国水运船运最为发达的区域,在江苏省的航道主干道中,船闸的开闭过于频繁,其船闸运作必然会对船闸运作组件造成磨损。笔者就船闸底部的结构以及材料、润滑三个方面综合分析探究其运作中的磨损效果,并提出了一些解决航道船闸人字门底枢运转构建在运作中产生磨损消耗的方案。     

火焰喷涂尼龙层的摩擦学特性

根据摩擦磨损试验结果,从涂层结构、基体特点及配副材料的影响等方面初步论述了火焰喷涂尼龙涂层的摩擦学特性。结果表明,涂层的夹层结构和基体的导热性是决定涂层具有优良耐磨性能的主要因素;涂层在较大的 P、V值范围内与各类配副均具有极低的摩擦系数和磨损量以及很高的尺寸稳定性;长期工作过程中,涂层未出现任何破坏现象。     

水轮机活动导叶泥沙磨损试验研究

为预估新疆某在建的高水头、多泥沙电站水轮机活动导叶的泥沙磨损状况,为水轮机过流部件选材及防护方案的制订提供翔实的数据,借助水轮机CFD的全流场计算结果,提出一种基于流场相似的绕流式的试验方法,研究了水轮机活动导叶的泥沙磨损部位分布规律。根据该电站的过机泥沙及过流部件流场,对相应泥沙含量和过流条件下过流部件两种备选材料(ZG0Cr13Ni4Mo、ZG06Cr13Ni5Mo)进行了试验。通过试验研究获得了该水轮机在典型小流量工况下、一定含沙浓度条件下试件表面的磨损深度,并采用非线性拟合方法率定出两种材料在小流量工况下的磨损率公式。结果表明ZG0Cr13Ni4Mo材料比ZG06Cr13Ni5Mo材料的抗磨性能略优,并通过所得磨损率公式对电站在不同工况下运行两年的活动导叶磨损量进行了预估,为电站水轮机过流部件设计的提供参考。     

表面微织构润滑减摩机理数值分析

作为内燃机的核心部件,活塞与缸套之间的摩擦磨损不仅影响内燃机使用寿命,还会增加油耗,影响排放。基于流体润滑理论,综合挤压膜雷诺方程、膜厚方程及周期边界条件,建立活塞-缸套之间润滑油膜的控制方程。针对耦合织构之间润滑油流场特性进行分析,发现活塞-缸套间耦合织构在流体动压、空化效应以及瞬态涡流共同作用下可以有效减小摩擦副的摩擦系数。     

油润滑条件下聚四氟乙烯滑动磨损特性研究

研究了油润滑条件下的轴承密封材料聚四氟乙烯的滑动磨损特性。利用摩擦磨损试验机进行试验,并用磨损表面三维形貌重构设备和三维表面粗糙度参数等对PTFE在试验过程中的表面磨损情况进行了微观形貌分析。结果表明,在试验条件下,PTFE的主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;在试验范围内,PTFE试样的磨损体积、磨损率的变化对应着摩擦系数的变化,且与磨损机理的变化密切相关;三维表面粗糙度混合参数Sdq可以反映PTFE材料在磨损过程中的磨损表面微观形貌变化情况。     

TMR饲料搅拌机刀片磨损性能及仿真分析

为研究TMR饲料搅拌机梅花形刀片的磨损性能,选取原装进口刀片(CK)和两种自制刀片(5#和8#)进行4个月的饲料搅拌工作,结合刀片材料成分、微观形貌、硬度和摩擦磨损测试分析刀片的磨损性能,并应用ANSYS Workbench软件对刀片工作受力情况进行仿真探索其磨损机制。结果表明:刀片材料的硬度、组织成分等显著影响材料的耐磨性能,从硬度和化学成分分析可知过剩碳化物的种类和含量是影响其磨损性能的关键因素。针对国内圆捆状秸秆饲料的切碎和搅拌工作,5#刀片含有高Cr和Mo成分使其具有较好的耐磨性,实际磨损率为48.66%,硬度损失率仅为2.36%;8#刀片耐磨性略低于5#,CK磨损程度最大(磨损率高达68.18%,硬度损失率为16.41%)。仿真分析验证刀片的三角形刃端刀尖处为主要磨损区域,长期工作需定期检查刀片磨损程度避免影响工作质量和效率。为国内开展自主研发TMR饲料搅拌机的刀片选择提供理论参考。     

如何减少润滑系统的故障

<正>柴油机润滑系统的工作就是把润滑油不断地供给各机件的摩擦表面,使两机件的直接摩擦变为间接摩擦,减少磨损,防止摩擦过热。为了延长柴油机使用寿命,必须减少润滑系统故障,确保润滑油道畅通,要做好以下几方面的工作:1.正确选择机油(1)柴油机油国家标准GB 11122-2006,将柴油质量等级分为CC、CD、CF、CF-4、CH-4和CI-4等6个柴油机油质量等级,"C"表示是柴油机油,英文字母越往后质量等级越高。农用柴油机一般选用CC级机油;CD、CE机油适用于高速、高负荷的涡轮增压柴油机。CC、CD等级的柴油机油的黏度等级分为:0W-20、0W-30、0W-40、5W-20、5W-30、5W-40     

发动机工况影响排气门失效机理的探讨

发动机排气门在高温冲击环境下工作 ,恶劣的工况是使排气门失效的重要原因之一。在这种工况下 ,环境介质、气门机构的动力学特性都可使排气门早期失效 ,但大量的研究表明 ,在正常情况下 ,导致排气门失效的主要因素是温度及冲击力。1　温度的影响当发动机工作时 ,其排气门的工作温度范围可达 60 0～ 90 0℃[1] 。为了探讨温度对排气门磨损的影响 ,文献 1采用动态磨损强化模拟试验的方法 ,对排气门锥面采用 Stellite6合金焊层的 2 1 - 4N材料气门进行了单因素控制的强化磨损模拟试验 ,配对副是 Cr Mo合金铸铁制的排气门座。在载荷为 1 0 0 0…     

奥贝球铁齿轮在车用发动机上的应用

研究了不同等温温度对奥贝球铁组织和力学性能的影响,讨论了奥贝球铁加工硬化对冷加工性能的影响。同时将奥贝球铁齿轮代替40Cr调质钢齿轮进行装机试验,对降噪声和耐磨性进行了测试。试验结果表明,奥贝球铁齿轮机械性能高于40Cr调质钢,柴油机整机噪声降低1．92dB（A）,齿轮侧噪声下降5．3dB（A）。奥贝球铁齿轮经过45h磨合后,在标定工况下连续运转1000h,齿轮无异常磨损。齿轮间隙与极限间隙还有0．13mm的余量,其摩擦磨损性能合格。     

带仿生结构的内燃机活塞裙部优化设计

以捷达1.6 L汽车内燃机为试验母体,将黄缘真龙虱体表的减阻、耐磨凹坑结构应用于内燃机主要摩擦副活塞裙部上,并进行优化设计。首先,根据龙虱体表凹坑排布的形状和结构尺寸确定仿生孔径和间距范围,通过相对速度减阻率选定最优仿生孔径。其次,根据标准活塞裙部热-结构耦合分析应力排布情况,设计变孔径、变行间距排布的仿生孔,并制定正交试验方案。对仿生活塞模型进行有限元热-结构耦合分析,选取3个典型目标变量作为试验指标,进行优化设计得出主次因素和最优组合。最后,选取标准活塞、最优性能仿生活塞、最优组合活塞,进行内燃机耐久性台架试验。通过检测各个气缸活塞运行至上止点时其顶部温度、气体压力变化率、活塞磨损量、磨损后活塞裙部表面粗糙度验证了仿生活塞减阻、耐磨的优越性。     

基于仿生微织构的电动修剪机刀具磨损性能研究

针对普通电动修剪机刀具易磨损、崩刃等情况,设计了一种蚯蚓仿生微织构刀具,以蚯蚓体表形貌为基础,利用激光成型技术加工刀具表面微织构,研究激光成型参数对成型沟槽几何尺寸的影响;通过摩擦磨损对比试验研究了仿生微织构刀具和普通刀具的摩擦因数和磨损情况,分析仿生刀具减磨机理;通过自制剪切试验平台对不同直径龙眼树枝进行刀具剪切试验,验证仿生刀具减磨特性。研究结果表明：优化后激光成型仿生刀具的工艺参数为：激光功率75W、激光扫描速度4.8mm/s;仿生刀具微织构实际尺寸为：沟宽138.3μm,沟深33.5μm;与普通刀具相比,载荷400g下沟槽间距1.6mm时微织构仿生刀具表现出最小摩擦因数02619和体积磨损量616.70mm3,具有明显减磨特性;随载荷增加磨损机制逐渐由黏着磨损、微切削磨损向磨粒磨损和氧化磨损的复杂磨损形式转变;磨损稳定时,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具所需剪切次数50~55次,比普通刀具剪切次数(45~50次)高5~10次,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具在剪切直径10、15、20mm的树枝磨损面积稳定次数分别为35~40次、45~50次、50~55次,树枝直径越大微织构刀具抗磨效果越明显。     

基于黄牛舌尖丝状乳突结构的仿生脱粒齿形设计与试验

为解决小麦机械脱粒过程中脱净率低的问题,以牛舌舌尖表面丝状乳突结构为仿生原型,开展了小麦仿生脱粒齿形设计与试验。对牛舌舌尖表面进行形貌特征观测,发现舌尖表面丝状乳突分布密度大,结构特征明显,丝状乳突的轮廓呈圆锥状,下粗上细,整体相对粗壮,尖部呈半球形,与牛舌表面呈35°～40°夹角,向口腔方向倾斜。构建"乳突-物料"接触工作界面,包括完全分离、初始接触、乳突插入物料及完全接触4个过程。基于丝状乳突结构特征参数,构建仿生齿形模型,进行单仿生齿形脱粒仿真试验,得到单仿生齿形脱粒最优参数组合:放大比例为2. 5、行进速度为15 mm/s、倾角为38°、接触位置为齿形全高度的0. 2倍处、材料为Q345碳钢。设计了仿生脱粒齿形试验部件及台架,进行仿生脱粒齿形正交试验,并对脱粒过程进行摄像分析。结果表明,仿生脱粒齿形试验部件的脱粒性能良好,脱净率介于97. 5%～99. 5%之间;最优结构参数组合为:放大比例2. 565、倾角39. 8°、脱粒间隙9. 11 mm。