基于微量润滑的机床再制造清洁化提升方法

针对我国机床加工过程中仍大量使用切削液、整体清洁化程度不高的问题,提出了一种基于微量润滑的机床再制造清洁化提升方法;方法基于微量润滑技术对老旧机床实施再制造清洁化提升,包括老旧机床绿色化问题及污染源分析、再制造清洁化提升可行性分析、微量润滑装置的选用及设计(包括机械管路系统设计、电气控制系统设计两个部分)、机床结构匹配与再设计等过程;某齿轮加工机床的应用案例表明:采用微量润滑技术,可有效提升老旧机床的清洁化水平,经济及环境效益显著。     

水润滑条件对UHMWPE复合材料的摩擦行为影响研究

为研究不同水润滑条件对超高分子量聚乙烯/橡胶复合材料摩擦过程的影响,通过高温混炼和热压成型制备不同橡胶填充不同UHMWPE复合材料.利用Mrh-3型环块摩擦实验机,通过控制变量法定量研究不同组分复合材料的摩擦磨损性能,从而优选出最终UHMWPE复合材料.针对选定材料研究3种水润滑工况对摩擦过程的影响,同时利用SEM分析磨损表面,从微观层面探究摩擦机理.实验结果表明,水润滑条件对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能指标影响显著,对应的磨损机理迥异,润滑条件的改善可使磨合期变短,稳定磨损期变长.从微观和定量方面综合评估了舰艇水润滑轴承材料在不同水润滑条件下的磨损状况,可为工况规划与实际应用提供理论指导.     

内燃机曲柄滑动轴承摩擦性能的数值研究

将JFO边界条件引入内燃机曲柄滑动轴承的数值模拟计算过程,在成功求解R eyno lds方程的基础上,选择Ho lland法对一具体的内燃机曲柄滑动轴承的摩擦性能进行了深入研究。通过数值研究,得出了内燃机曲柄滑动轴承在工作过程中连续转动720°范围内载荷的变化规律、摩擦力的变化规律、摩擦系数的变化规律以及所消耗功率的变化规律,通过理论分析,对这些规律进行了解释。     

考虑侧向挤出效应的软弱夹层极限荷载研究

软弱夹层构造在沿海地区工程建设中经常遇到,因其力学性能较低,易给工程的后续稳定性带来危害。目前针对软弱夹层的承载稳定性分析方法还较少,部分被相关行业所采用的计算理论也存在一些有待完善的地方。针对软弱夹层的破坏模式进行研究,采用极限分析上限法对软弱夹层的极限压力进行求解,提出的计算模式考虑了软弱夹层的宽厚比、层面摩擦条件、侧向偏移及附加力等因素的影响,结果可为合理分析软弱夹层的承载稳定性提供理论依据。     

微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器,这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小,其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明,该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力,适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明,该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试,从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

含气率对油气润滑性能的影响

根据弹性流体动压润滑理论,对油气润滑滚动轴承问题进行了数值模拟研究,详细探讨了润滑油中混入气体后对滚动轴承油膜形状、承载区压力、量纲一摩擦力、量纲一承载力等性能的影响.研究表明:在同等条件下,油气润滑能增加滚动轴承的油膜厚度、增大承栽油膜范围、使量纲一摩擦力降低25.8%,量纲一承载力提高2%.揭示了油气润滑性能优于传统油润滑性的内在原因.     

时变摩擦系数对准双曲面齿轮动力学行为的影响

建立了考虑时变摩擦系数和润滑状态的准双曲面齿轮14自由度非线性动力学模型。提出了准双曲面齿轮混合弹流润滑摩擦模型,反映了齿轮传动系统的润滑状态,即齿面啮合既有润滑油膜接触又有粗糙峰接触的混合状态。在混合弹流润滑状态下,对时变摩擦系数对齿轮系统动力学行为的影响作了深入分析。通过载荷承载系数求出啮合线上各接触点瞬时摩擦系数并带入系统动力学方程中,考察了齿轮系统动态啮合力和传递误差变化趋势,对比了恒定摩擦系数和时变摩擦系数对齿轮动态响应的影响。不同载荷和速度下的仿真结果表明,时变摩擦系数对准双曲面齿轮系统动力学行为具有轻微的影响。     

氮化硅陶瓷-金属摩擦副摩擦学性能研究

用环块磨损试验机，在石蜡基础油及石蜡基础油加０．５％ＺＤＤＰ添加剂的润 滑条件下，对Ｓｉ３ｎＮ４陶瓷－金属摩擦副进行了磨擦磨损试验。用 Ｘ射线光电子能谱 （ＸＰＳ），俄歇电子光谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）等表面分析技术对摩 擦表面进行了分析，结果表明Ｓｉ３Ｎ４陶瓷－金属摩擦副具有优异的摩擦学特性；在基础 油中加入 ＺＤＤＰ添加剂作为润滑剂后，对增加磨损抗力有明显的效果。这一现象是与 在摩擦表面上形成含Ｓ，Ｐ和Ｚｎ的表面反应膜有关。     

盐浴软氮化50#钢摩擦学性能

通过在不同栽荷和摩擦状态下试验,考察了盐浴软氮化后50#钢试件的摩擦学性能。结果表明：盐浴软氮化处理可在试件表面形成氮化层,氮化层在干摩擦状态下的摩擦系数在0．333左右。当载荷为720N时,干摩擦状态下摩擦面的摩擦系数持续增加,但增量减少。此外,表面氮化层也提高了试件在干摩擦、栽荷小于等于396N条件下的抗磨损能力。     

考虑油膜阻力的直线滚动导轨副摩擦力建模与试验

为了准确预测直线滚动导轨副的摩擦力大小及受影响因素,本文考虑导轨副的流体润滑状态,基于Hertz接触理论研究了直线导轨副摩擦力受滚珠接触角和预紧力的影响规律.基于接触理论建立了直线导轨滑块的受垂直载荷的静力学平衡方程.利用Hertz接触理论分析直线滚动导轨受外力时各列滚珠接触力的变化情况,并结合对临界载荷的分析,建立了随外载荷变化的考虑润滑油膜阻力的直线滚动导轨副摩擦力模型.以国产某型号直线滚动导轨副为研究对象,对所建立的受载摩擦力模型进行试验验证.通过试验数据与理论数据的分析和对比,验证了润滑油膜阻力、接触角和预紧力等因素对直线导轨副摩擦力的影响规律.研究表明,直线滚动导轨副摩擦力在润滑条件下,受接触角变化和预紧力退化的影响呈现有规律的变化.     

液固二相流润滑下活塞环/缸套摩擦特性研究

文章基于Reynolds方程及颗粒承载模型,引入颗粒直径及浓度等参数,建立一种分析液固二相润滑下活塞环/缸套摩擦副润滑状态的模型,分析了不同颗粒直径和浓度对承载、油膜厚度及摩擦力的影响。当粒径小于最小油膜厚度时,液固二相流体的粘度、膜厚及摩擦力增加;粒径大于膜厚时,颗粒由于承载使油膜压力减小,经粘压效应,降低了二相流体的粘度、膜厚及摩擦力。     

不同功率下柴油机主轴承弹性流体动力润滑分析

计算了某16缸V形机车柴油发电机组滑动主轴承在不同功率（2 000、2 430、2 650、2 940kW）下的润滑情况.将曲轴设为弹性体,以考虑曲轴弹性变形对主轴承润滑状态的影响.对主轴承在工作过程中发生的摩擦接触,采用Greenwood-Tripp粗糙接触模型来计算,并用AVL相关标准评价了润滑计算结果.由计算结果看出,4个计算工况中的2 940、2 650和2 000kW工况均存在个别轴承处于半干摩擦状态的情况,而2 430kW工况的润滑情况相对最好;第8、7、1主轴承为工作中相对危险的主轴承,危险主轴承位置和摩擦接触发生的部位与实际情况接近.试分析了造成第8、7、1主轴承出现摩擦接触的结构性原因.     

冷轧过程中的混合润滑特性

基于Christensen的表面粗糙峰分布假设,以轧制理论、流体力学理论为基础建立了考虑表面粗糙度的冷轧混合润滑模型,并提出了混合润滑摩擦状态约束关系式用来判别摩擦状态.对不同条件下油膜厚度、接触面积比、压应力及摩擦应力分布情况进行了仿真分析.结果表明:随着压下率的增加,油膜变薄、界面接触面积比增加、应力增大;同时,表面粗糙度对界面接触面积比及应力分布有较大影响,粗糙度增加,界面接触面积比增加,压应力及摩擦应力均增加.较高的润滑液黏度或轧制速度可以有效地降低轧制界面摩擦力及轧制力.     

工业机器人用谐波减速器传动性能正交试验分析

针对XB1—60—160型谐波减速器,采用销-盘滑动摩擦磨损试验机对柔轮内壁与波发生器柔性轴承外圈进行摩擦配副正交试验。选取传动效率作为谐波减速器润滑性能和传动性能的评价指标,考察润滑方式、转速、载荷等因素对传动效率的影响。结果表明:润滑是影响谐波减速器摩擦磨损性能和传动效率的主导因素,载荷次之,转速影响最小;在载荷为23~107 N,脂润滑时谐波减速器润滑状态良好,表现出较高的传动效率;并通过Streibeck曲线对摩擦因数的分析发现,在中高转速时,脂润滑的润滑行为由混合润滑向弹性动力润滑过渡,能够保持良好的润滑稳定性能。     

塑料导轨阻尼特性的研究

本文研究了塑料导轨结合部的阻尼特性对加工精度的影响,可移动导轨结合面的阻尼主要是内摩擦引起的,而结合面摩擦可以等效为当量阻尼。通过解析计算获得以摩擦力为参量的系统稳定性判据,系统摩擦力可用计算方法得到。在已知外激力的条件下可以判别系统是否稳定,并以结合部的预变形作为调整环节来改善机床的动态特性。     

牙轮钻头滑动轴承仿生鲨鱼皮织构化表面润滑性能

牙轮钻头在超深井和大水平井的使用受到广泛关注,由于地层环境复杂化,为了使牙轮钻头有更高的稳定工作性。通过对合金材料表面织构化处理减摩效果的研究,结合鲨鱼皮减阻润滑的优势,针对牙轮钻头薄弱环节滑动轴承摩擦结合面进行了仿生鲨鱼皮织构化处理,基于所选取仿生织构的形貌参数构建滑动轴承流动润滑理论模型,采用有限差分法求解,获取润滑油的油压分布、承载能力及滑动轴承摩擦力,并探究阶跃冲击载荷下滑动轴承动压油膜的响应情况。结果表明：牙轮钻头滑动轴承流体润滑状态下,深径比大于0.3且面积率大于0.25的仿生表面织构对油膜承载力有增强效果;仿生表面织构在较低油膜压力下对油膜摩擦力影响突出,油膜摩擦力提高了14.12%;偏心率越大仿生表面织构对油膜承载力的提升效果越好,在偏心率为0.8时承载力提高效果达到200.45%;同时仿生织构的对滑动轴承流体润滑的轴向稳定性有提升效果。牙轮钻头滑动轴承仿生织构化处理有效地改善了滑动轴承润滑性能。可见,合适的织构尺寸能进一步提高滑动轴承处于流体润滑的适用工况范围,提高牙轮钻头的使用寿命。     

镀锌钢板成形噪声因素试验测量和稳健设计

对镀锌钢板进行了材料实验和盒形件成形实验,分别获得了材料性能、板料初始厚度、压边力和摩擦条件等噪声因素波动的概率分布.采用田口试验设计方法分析了噪声因素对盒形件成形质量的影响规律,在此基础上筛选出对成形质量影响显著的因素.为将产品质量对噪声因素的敏感性降到最低,以凸模圆角半径、润滑条件和压边力为设计变量,以润滑条件、压边力和材料的n值为噪声因素,分别基于数值模拟方法和试验方法对矩形盒件的拉深成形工艺进行了田口稳健优化研究.两种方法得到的优化结果较接近,都降低了噪声因素对成形质量的影响,提高了成形工艺的稳健性.     

切削液润滑性能的试验研究

在分析金属切削过程润滑特点的基础上，以四球试验机、磨擦磨损试验机和切削力测力仪为手段，考查了切削液的润滑作用，并比较了乳化液和合成切削液的润滑性能。     

涡旋盘端面的摩擦研究

根据运动过程中的润滑状态,摩擦力一般产生于两个方面,一是黏性流体的剪应力,二是摩擦界面相互接触峰元的剪切作用.针对这两方面因素,基于对涡旋盘在运动过程中处于混合润滑状态的分析,考虑到动涡盘受倾覆力矩的作用,在运转过程中瞬间发生弹性变形,接触面上产生楔形角,建立了动静涡旋盘摩擦模型;运用平均雷诺方程和固体接触理论,推导了摩擦力和摩擦功耗的计算公式,并且应用有限差分法和数值积分法对实际的涡旋盘的摩擦力、摩擦功耗作了计算.     

预弯曲钻具组合在软硬交错地层的应用

油气井的防斜打快问题是石油钻井面临的一大难题。川西地区中浅部地层岩性软硬交错程度显著,导致钻井易井斜的问题,前期主要通过国外垂钻系统解决该问题,钻井成本高。预弯曲钻具组合是一种低成本防斜打直技术,但是在软硬交错地层的应用尚缺乏科学的适用性评价方法。提出了一种考虑地层软硬交错特征及地层倾角影响的易斜地层预弯曲钻具选择方法,实现了软硬交错地层的造斜力计算,进而选择能提供相当防斜力的预弯曲钻具组合进行防斜应用。分析结果表明,在川西地区,地层倾角小于25°、软硬交错指数小于3时,预弯曲钻具组合可以提供足够的防斜力。应用该技术进行了现场应用,预弯曲钻具组合取得了较好的防斜提速效果,证明这种评价方法力学原理明确,模型准确可靠,应用简单,可以为软硬交错易斜地层低成本防斜打快技术提供可靠参考。