咸水输送过程中UHMWPE管材的摩擦微观分析

为研究咸水输送过程中超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)的摩擦微观动态,在咸水润滑摩擦环境下采用CFT-I型材料表面性能综合测试仪对UHMWPE试样进行旋转摩擦,通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)以及表面轮廓仪扫描并分析了转速为500 r/min,荷载为30、50、70、90、110 N,历时为10 min;转速为500 r/min,荷载为110 N,历时为10 min;转速为500 r/min,荷载为50 N,历时为25 min;转速为1 100 r/min,荷载为50 N,历时为10 min;转速为1 100 r/min,荷载为110 N,历时为10 min等变量因素对UHMWPE摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:咸水润滑下UHMWPE磨损与荷载关系相对较大,摩擦过程中形成析出盐结晶颗粒起到滚珠作用,并且在一定压力范围内可减少UHMWPE在咸水输送中的磨耗,随着荷载的持续增大减磨作用减小。并通过颗粒硬度计算模型分析了压痕深度与颗粒的硬度、外部荷载的关系,可推测滚珠作用时的外部荷载压力范围,为UHMWPE材料在咸水环境下的应用提供理论基础,为研究其他管道在类似输水环境中的摩擦情况提供参考。     

熔盐泵轴承润滑冷却系统稳态热计算与分析

影响熔盐泵轴承润滑冷却系统温升的因素,主要来自轴承自身的摩擦发热和高温熔盐介质传入的热流量.通过节点热流网络法建立了轴承润滑冷却系统的热平衡方程组,通过计算轴承的摩擦生成热以及润滑冷却系统的导热热阻和传热量,获得了轴承温度与泵转速、熔盐介质温度、润滑油流量以及进油温度之间的变化规律：泵的转速以及熔盐介质温度对轴承温升影响较大,泵转速越高,轴承的发热量越严重,当泵转速从500 r/min升高到1 500 r/min,可使轴承温度升高20℃左右;当熔盐介质温度低于400℃时,对润滑系统的影响不大,当熔盐介质温度超过550℃时,轴承温度迅速升高,必须采取强制冷却措施;将润滑油进油温度控制在40℃左右、流量控制在1.5~2.5 L/min范围内,可取得最佳的润滑冷却效果.     

水润滑橡胶轴承摩擦试验研究

利用水润滑轴承专用橡胶材料/镀镍钢配副,分别在干摩擦、湿润滑以及完全水润滑条件下,在数显式高速环块摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验研究,并借助SEM分析了在不同润滑条件下水润滑轴承专用橡胶材料/镀镍钢摩擦副的摩擦磨损机理。结果认为干摩擦条件下主要为粘着磨损,湿润滑条件下主要为磨粒磨损,而完全水润滑条件下以边界润滑为主。     

电动蔬菜收获机动力系统设计

对电动蔬菜收获机的切割装置、行驶机构、输送和收拢装置、打捆装置进行动力计算,选择合适功率、转速的电动机型号,并对电池组参数进行分析计算。切割装置选用额定功率为900W,额定转速为800r/min的电机;行驶机构选用额定功率为750W,额定转速为1 500r/min的电机;输送和收拢装置选用额定功率为500W,额定转速为1 800r/min的电机;打捆装置选用额定功率为600W,额定转速为1 500r/min的电机;最后确定选用锂电池组作为蔬菜收获机动力源,确定电池容量为156Ah。     

玉米梳脱摘穗割台设计与仿真分析

针对我国玉米种植行距多样,割台行距固定、适应性差的问题,设计玉米梳脱摘穗割台。该割台主要由梳脱摘穗单体机构、防堵机构、分禾杆、输送搅龙以及传动装置等构成。通过理论分析对梳脱摘穗单体机构、防堵机构、分禾杆、输送搅龙等部件的关键参数进行设计。对梳脱摘穗机构摘穗过程进行仿真分析,结果表明:在收获机前进速度为1 m/s,梳脱摘穗机构转速为140 r/min、150 r/min、160 r/min和170 r/min时,摘穗机构对果穗的作用力分别为600.06 N、779.49 N、837.43 N、906.34 N,随着梳脱摘穗机构转速的提高,果穗所受作用力增大,果穗破损的几率越大,并通过试验台试验验证仿真试验结论。     

磁力联轴器涡流损失的数值计算与试验

为研究转速、隔离套材料以及转角差对磁力联轴器涡流损失的影响规律,对圆筒型磁力联轴器进行稳态磁场数值计算.计算结果表明:涡流损失随转速的提高成倍增长,转速为3 000 r/min时的涡流损失值约为500 r/min时的24倍;材料电导率不同,所制成的隔离套涡流损失也不同,钛板TP340电导率为304SS的1.65倍,其涡流损失为后者的1.61倍;在1个磁极周期内,转角差增大1°,涡流损失值约增大1%.对该磁转子进行试验测试,结果表明:在转速分别为3 000,500 r/min条件下,304SS隔离套的涡流损失之比是23.0,而TP340隔离套的涡流损失之比为24.6;涡流损失随耦合长度减小而减小,且在高速下减小更多,耦合长度每减小10 mm,转速500 r/min时涡流损失值约下降3.6%,转速3 000 r/min时涡流损失值约下降10%.对比数值计算与试验结果,其能量损失变化趋势较一致.     

基于离散元的不同转速揉碎室内秸秆群运动规律

秸秆揉碎机可将玉米秸秆加工成丝状草料,能够提高玉米秸秆的适口性和转化率。秸秆揉碎机加工过程主要为锤片高速冲击秸秆使其破碎。为研究转子转速对秸秆输送性能和秸秆冲击力的影响,应用离散元软件,模拟9R-60型秸秆揉碎机转子转速分别为1 400、1 500、1 600、1 700、1 800、1 900、2 000、2 100、2 200r/min时,揉碎机揉碎室内秸秆颗粒群运动过程。模拟结果表明:秸秆颗粒群轴向速度平均值与转子转速呈四次曲线变化;转子转速为2 100r/min时,秸秆颗粒群平均速度最小;秸秆颗粒群碰撞力平均值随转子转速的增加基本线性增加;揉碎机转子转速大于1 900r/min时,揉碎机工作性能较好,为揉碎机转子转速优化提供了依据。     

基于CEL方法的异种合金搅拌摩擦搭接焊数值模拟

基于耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法,建立铝-镁异种合金搅拌摩擦搭接焊（FSLW）的数值模型,分析了等效塑性应变分布特点和焊接缺陷的形成。结果表明,焊缝表面的等效塑性应变明显高于搭接面,且焊缝两侧的等效塑性应变分布明显不对称。增大转速可提高等效塑性应变。当转速从1 400 r/min增大为1 600 r/min时,搭接面的等效塑性应变整体增幅不大,此时增大转速对塑性变形影响较小,但前进侧等效塑性应变明显高于后退侧。在转速1 000 r/min条件下,通过数值模拟发现,搭接面前进侧出现孔洞缺陷;转速分别为800 r/min和1 400 r/min条件下,通过数值模拟分析了焊缝表面飞边的特点,并通过试验验证了孔洞和飞边。在搭接量60 mm、转速1 400 r/min、焊速120 mm/min的条件下,能够观察到在焊核区中心存在等轴晶粒以及2种材料结合面处的沿晶粒生长方向的柱状晶。     

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。     

船闸底枢摩擦副设计及摩擦学行为分析

为了解决船闸底枢由于非正常摩擦磨损导致过早失效等问题,分别采用Fz5(3)和38Cr Mo Al A作为船闸底枢蘑菇头帽的材料,与作为船闸底枢蘑菇头材料的40Cr配对为2种摩擦副.在此基础上,先利用MM200摩擦磨损试验机测量摩擦副在水润滑和脂润滑条件下的摩擦系数,再利用台架模拟系统测量由摩擦副衍生出的5种船闸底枢蘑菇头帽-蘑菇头摩擦副在模拟实际工作情况下的磨损情况.试验结果表明:2种材料的船闸底枢在脂润滑下均具有良好的摩擦特性,Fz5(3)-40Cr摩擦副和38Cr Mo Al A-40Cr摩擦副在脂润滑条件下的摩擦系数分别为0.061和0.070,而在水润滑不充分情况下38Cr Mo Al A-40Cr摩擦副可发生咬合.台架试验结果表明Fz5(3)蘑菇帽与表面开润滑槽的40Cr蘑菇头配对的摩擦副磨损性能最佳,经过150 000次工作循环,Fz5(3)蘑菇帽的磨损量仅为0.45 mm,40Cr蘑菇头的磨损量为0.12 mm,该摩擦副的使用寿命可以较好地满足船闸大修的周期要求.     

不同润滑油品对内燃机主轴承润滑性能的影响

建立了内燃机主轴承热弹性流体动力润滑模型,对3种不同牌号的润滑油品的润滑性能进行了计算研究。结果表明,使用3种润滑油,在低速和小负荷工况下,主轴承处于流体动力润滑状态,润滑性能良好;在中等转速中等负荷工况下,油膜厚度减小,油膜温度上升,摩擦功耗增加,但轴承仍能维持流体动力润滑状态;在高转速大负荷工况下,使用CD5W/30润滑油时,主轴承处于边界润滑状态,表明该润滑油不适合在模型机上使用。     

水润滑塑料及其合金轴承的摩擦学性能研究

用MPV－200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯塑料及其合金轴承在含泥沙自来水润滑条件下的摩擦学性能，研究了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦因数和磨损率的影响，得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。结果表明：合金轴承的摩擦因数低，磨损率不足塑料轴承的50％。对作用机理进行了系统分析，为水润滑超高分子量聚乙烯轴承的实际应用和改进提供了理论依据。     

提高特殊柱塞泵往复密封寿命的优化设计

针对输送含颗粒介质柱塞泵的柱塞、填料寿命问题,从接触型往复密封的摩擦学机理出发,通过优化匹配柱塞直径、行程及泵速各参数,合理控制柱塞的线速度,降低摩擦速度,对柱塞填料密封进行优化设计;通过求解间隙中的流体力学层流运动问题,合理控制冲洗液的压力,保证全压密封系统中接触区的液膜处在混合润滑状态下工作,使密封副有良好的润滑;提出了两种填料函方案,并和采用不同表面处理工艺的柱塞及多种填料搭配组合进行试验.试验结果表明,密封累计运行了4 455 h后,组合1和组合2柱塞的磨损仅为0.03 mm和0.05 mm;在生产实际中,改进后的密封设计,使柱塞及填料的使用寿命从原来的1 500 h提高到4 500 h以上.     

瞬时转速波动在轴向柱塞泵故障诊断中的应用

针对轴向柱塞泵配流盘磨损的故障诊断所使用的信号大多存在非平稳、非线性特性的缺点,提出利用轴向柱塞泵的瞬时转速波动信号进行故障诊断.利用瞬时转速波动信号良好的抗噪性能与经过阶比分析后可以转化为角度域内的平稳信号的特点,以克服传统监测信号的不足.通过动力学分析对轴向柱塞泵瞬时转速波动的成因进行了溯源.结果表明,对于具有Z个...     

润滑滑动摩擦磨损试验及其铁谱监测技术研究

在磨损试验机上进行有润滑的滑动摩擦磨损试验,并对其润滑油样进行铁谱分析,探讨摩擦力矩、磨损严重程度指数的变化规律。试验结果表明,摩擦力矩与磨损严重程度指数的变化规律一致,应用铁谱分析技术可以监测有润滑的滑动摩擦副的磨损状态和磨损程度,为汽车发动机典型零件磨损状态的铁谱监测技术研究奠定了基础。     

冲击载荷作用下玉米种子的有限元分析

为提高钉齿式玉米脱粒机在实际使用过程中的脱粒效果,进一步降低脱粒过程中玉米的破损率,对5 TY-10钉齿式玉米脱粒机不同转速(500、700、900 r/min)、含水率为10%的玉米籽粒不同部位在冲击载荷下受力进行仿真分析,采用LS-DYNA求解器对单个籽粒按照顶面受载、腹面受载、侧面受载等情况进行对比分析。结果表明:玉米籽粒不同部位受冲击,其受力大小不同,且随钉齿转速的增加,侧面、顶面、腹部中截面受力逐渐增大;当钉齿转速相同时,玉米籽粒腹部受冲击时中截面受力最大,侧面、顶面中截面受力大小相近。本研究可为钉齿式玉米脱粒机的设计提供必要的力学支撑,为玉米脱粒机的设计和优化提供技术指导和理论依据。     

介质温度对密封润滑膜颗粒沉积特性及性能影响

在考虑水的饱和蒸汽压力与温度的关系、黏温效应以及牛顿流体内摩擦效应基础上,建立了涉及润滑膜温度的上游泵送机械密封微间隙气液固多相流动计算模型,采用Fluent中Mixture模型和DPM模型进行了数值模拟,研究了介质温度对密封润滑膜固体颗粒运动、沉积分布、沉积率及密封性能的影响规律.研究表明:介质温度升高,外槽根高压区压力减小,吸入颗粒数量增多且进入槽区的颗粒更易向外槽根和坝区运动,进入膜区的颗粒多数在较大离心力和压力梯度力的作用下从外径侧逃逸,颗粒沉积区域向外槽根收缩,沉积率降低,转速较低时颗粒易在外槽根附近槽区沉积且介质温度越低沉积区域越向内槽根拓展,转速较高时则易在外槽根及坝区沉积;润滑膜开启力和摩擦扭矩随介质温度增大而减小,摩擦扭矩随转速升高而增大且对介质温度更敏感,泄漏量随介质温度的升高而向正泄漏方向移动.     

聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

用MPV－200型摩擦磨损试验机对MoS2、石墨、玻璃纤维、碳纤维等填料填充的聚四氟乙烯（PTFE）工程复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了研究。考察了负荷、磨损时间和速度等对PTFE复合材料摩擦因数和磨损量的影响，并对作用机理进行分析和探讨。结果表明：填料可将PTFE的磨损量降低2个数量级，石墨和适量的硬质玻璃纤维填料协同作用，对改善PTFE的摩擦磨损性能具有比较明显的效果，但PTFE三元复合材料不宜在高速和高负荷的条件下应用。