螺旋槽水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能实验

通过螺旋槽和直槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能对比实验,研究螺旋槽结构对水润滑轴承的润滑特性及泥沙和杂质排泄能力的影响,结果表明螺旋槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能优于直槽,更容易形成弹性流体动压润滑,降低摩擦磨损,具有良好的泥沙和杂质排泄能力,对延长使用寿命和保护设备正常运行具有很好的作用。     

水润滑橡胶轴承的摩擦性能

以丁腈橡胶(NBR)为基体,制备水滑润橡胶轴承,以水作为润滑介质,研究不同因素对橡胶轴承的硬度和摩擦磨损性能的影响.结果表明,随着炭黑量以及二硫化钼量增加,橡胶轴承的硬度逐渐增大;炭黑量和二硫化钼量明显影响橡胶轴承的磨损量和摩擦系数.在炭黑为70 phr,二硫化钼为10phr时,轴承的磨损量和摩擦系数最小.对磨损和摩擦机理也进行了分析.     

混合流润滑条件下的水润滑橡胶轴承的润滑特性

针对水润滑橡胶轴承在混合流态下的润滑问题,基于层流、湍流经典润滑理论建立了水润滑橡胶轴承混合流态下的润滑方程,采用有限差分法分析了混合流润滑下的雷诺数、水膜厚度、衬层变形及水膜压力随偏心率、转速和长径比的变化规律,并将层流、湍流和混合流3种润滑流态下计算得到的润滑特性进行了对比分析。结果表明:混合流润滑方程比层流和湍流润滑方程更适合水润滑橡胶轴承的实际运行工况,混合流润滑下的水膜厚度、衬层变形和水膜压力的取值范围均处在层流润滑和湍流润滑之间;在混合流润滑下,雷诺数在承压区随偏心率的增大而减小,同时随转速的增加而增大;水膜厚度随偏心率的增大而减小,随转速和长径比的增大而增大;偏心率对最大衬层变形的影响最大,转速的影响次之,长径比的影响最小;水膜压力在承压区随着偏心率、转速和长径比的增加均增大。此研究可为准确分析水润滑橡胶轴承实际运行工况下的润滑特性提供参考,也可为计算流体动力学(CFD)仿真水润滑轴承润滑机理的研究提供依据。     

结构参数对水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声的影响分析

为了研究水润滑橡胶合金轴承结构参数对其低速重载工况下摩擦噪声的影响,使用复模态分析方法建立了水润滑橡胶合金轴承系统仿真模型,采用专业仿真软件分析了不同摩擦系数及结构参数条件下摩擦噪声产生的概率,进而研究结构参数对摩擦噪声的影响,进行了平板型和圆弧型结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声的对比实验。研究结果表明,水润滑橡胶合金轴承的水槽半径大小、摩擦面形状以及摩擦副的摩擦系数对水润滑橡胶合金轴承的摩擦噪声有较大影响,而水槽的形状对轴承摩擦噪声的影响不大。对一定结构尺寸的水润滑橡胶合金轴承,水槽半径为4mm、平面型摩擦面的结构可以大大减少轴承出现摩擦噪声的可能性,相关实验结果与计算结果是吻合的。     

考虑轴颈倾斜的水润滑橡胶径向轴承的动力学特性

针对轴颈倾斜下水润滑橡胶径向轴承动力学建模问题,提出了32系数动力学模型,建立了弹流润滑模型,采用差分求解方法求解了8系数模型和32系数模型下的轴承动特性,分析了偏心率和倾斜角的变化对轴承动特性系数的影响。研究结果表明:轴承的8系数模型下刚度和阻尼系数随偏心率的增大而增大,且在大偏心率下呈指数式增大;轴承的32系数模型下角刚度和角阻尼系数也随偏心率的增大而增大;随着轴颈倾斜角增大,32系数模型下轴承的位移刚度系数、位移阻尼系数、角刚度系数、角阻尼系数、角-力交叉刚度系数、角-力交叉刚度阻尼系数、位移-力矩交叉刚度及位移-力矩交叉阻尼系数都相继增大。该研究对水润滑橡胶径向轴承的润滑性能优化设计提供了一定的参考。     

考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8～12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。     

动静压柔性铰链可倾瓦轴承的阶跃载荷动态响应

针对动静压柔性铰链可倾瓦轴承在受到阶跃载荷时主轴出现跳动而影响其回转精度的问题,提出了兼顾跳动幅值与稳定时间的分析方法和轴承优化设计方案。该方法基于轴心轨迹引入最大过冲量和过渡过程时间两个概念,用以描述主轴受到阶跃载荷时径向跳动的剧烈情况,研究轴承结构参数的确定方法。该方法首先建立轴承瓦块的压力分布模型、瓦块的力矩平衡方程和轴颈的运动方程,然后结合有限差分法和欧拉方法获取轴心轨迹,最后依据结构参数对两个参量的影响大小进行参数确定。仿真实验结果表明:增大预载荷或减小轴承半径间隙,能减小轴心最大过冲量并缩短过渡过程时间;减小静压油腔面积或油腔宽长比能减小最大过冲量;过渡过程时间随转速的提高呈现出先增加后减少的特点;在研究范围内,最大过冲量随着转速提高而增大;适当增大预载荷系数或减小半径间隙,能够提高主轴的回转精度。     

微沟槽形貌对水润滑轴承混合润滑特性影响的研究

建立了计入轴承内表面微沟槽形貌的水润滑轴承混合润滑(Mixed-EHDL)数值计算模型,着重研究了不同运行工况下,半椭圆形、矩形、等腰三角形、左三角形、右三角形等多种微沟槽形貌对水润滑轴承混合润滑特性的影响.研究表明:在所有微沟槽形貌中,混合润滑性能与承载性能优劣排序依次为右三角形、等腰三角形、左三角形、半椭圆形、矩形;在弹流润滑阶段,微沟槽形貌对水润滑轴承摩擦系数几乎无影响,而在混合润滑阶段,不同微沟槽形貌下接触载荷以及摩擦系数之间的差异随转速的增加呈现出先增大后减小最后趋于统一的规律性;在承载区,由于沟槽内水膜增压能力以及抽吸作用的不同引起了水润滑轴承混合润滑性能的差异,其中右三角形表现最优,而矩形最差.     

轴颈倾斜的水润滑橡胶艉轴承的静态特性

针对船舶艉轴承轴颈受载倾斜产生的摩擦磨损问题,建立了圆周式和沟槽式水润滑橡胶轴承中分面轴颈中心为基点的轴颈倾斜下的弹流润滑模型,采用有限差分法求解了在轴颈对中和轴颈倾斜状态下的压力及膜厚分布,分析了轴颈倾斜角变化对轴承油膜力、油膜力矩及压力中心等静态特性的影响。研究结果表明:轴颈倾斜前后,圆周式和沟槽式轴承静态特性变化明显,最大油膜压力在倾斜角增加超过某一阈值后迅速增长,最小油膜厚度随轴颈倾斜角增加而减小至可允许最小膜厚;由于轴颈倾斜后油膜压力沿轴向不再呈对称分布,压力中心向下沉端方向移动,继而产生油膜力矩且其值从0增大;轴颈可允许最大倾斜角随偏心率、允许最小膜厚等增大而减小。研究结果可为轴颈倾斜状态下水润滑橡胶轴承的润滑性能优化提供参考。     

基于CFD的水润滑静压推力轴承承载能力分析

基于计算流体动力学(CFD)理论,针对某水润滑静压推力轴承建立了不同的水膜模型,分析水膜厚度与轴承承载能力的关系,以及水腔厚度、进水孔直径、轴承转速对轴承承载能力的影响.结果表明:随水膜厚度的增加,静压推力轴承承载力显著减小;随水腔厚度或进水孔直径的增加,轴承承载力先增大后基本不变;水腔厚度越大,使承载能力最大的进水孔直径越小;随转速增大,轴承端泄增强,且承载能力明显下降.     

机场道面橡胶集料混凝土弯曲性能试验及应用

为研究橡胶集料混凝土机场道面的弯拉性能,通过橡胶集料混凝土小梁的4点加荷试验,分析了橡胶集料体积率对混凝土弯曲性能的影响;结合试验结果对橡胶集料混凝土机场道面的设计厚度进行估算,并与水泥混凝土机场道面进行比较,对橡胶集料混凝土机场道面设计提出配合比方案建议.结果表明,橡胶集料混凝土的弯拉强度和弯拉弹性模量随着橡胶掺量的...     

基于小波变换模极大值的橡胶薄层厚度超声检测

为解决同一薄层界面处的各次反射回波在时域上不可分离导致无法测厚的问题,提出利用小波变换模极大值对橡胶薄层超声回波信号奇异点进行检测的方法.信号奇异点构成模极大值曲线,极大值曲线产生周期性,相邻的极大值曲线对应入射时基体/橡胶界面和反射时橡胶/基体界面回波信号的到达时间,其差值为超声波在橡胶薄层中传播时间的2倍,取其平均值,计算出橡胶薄层的厚度.仿真结果表明,该方法的相对误差均在10%以内.经实例验证该方法是可行的.     

铅销橡胶支座对桥梁抗震性能的影响

按等效线性化方法对一系列不同铅销含量的铅销橡胶支座进行了讨论,比较了其对桥梁的振动性能的影响,分析了产生影响的原因,并对一座安装铅销橡胶支座的钢筋混凝土连续箱梁桥进行了地震反应计算,对其抗震性能进行了对比分析,并与实测结果进行了比较,证明铅销橡胶减震支座的应用对桥梁的抗震性能有很大的改观。     

圆柱形橡胶垫刚度经验公式的研究

在隔振橡胶垫的初始设计中,应用适当的经验公式计算其刚度以确定产品几何尺寸或物理参数,可以缩短开发周期、提高生产效率。由于配方、工艺等方面的影响,已有公式对具体材料或产品的适用性有待探讨。本文针对圆形截面橡胶悬置胶垫,给出了利用有限元方法和参数识别技术确定压缩刚度经验公式中形状系数的方法与步骤。结合某型发动机悬置,计算得到了不同硬度胶料产品在不同变形量情况下形状系数的经验公式。     

带限位钢棒隔震橡胶垫基本特性研究

介绍了带限位钢棒夹层橡胶支座的工作原理,分析了其力学模型,提出了“三线型”恢复力模型,并给出了恢复力表达式.分析结果表明,该支座在普通橡胶垫中心位置设置限位软钢棒,不但可以解决小震作用下橡胶支座-限位钢棒体系隔震作用不明显的问题,而且软钢棒能够限制大震作用下隔震层的水平位移,从而可防止上部结构倾覆,保证上部结构的安全.     

初始剪切变形对铅芯橡胶支座性能影响分析

为了研究初始剪切变形对铅芯橡胶支座力学性能与大剪切变形时内部应力的影响规律,首先基于厂家提供的支座规格参数得到铅芯橡胶支座有限元模型,验证试验数据与有限元计算结果模型的正确性;然后分析支座尺寸、形状系数、竖向压力等不同参数,对有初始剪切变形的铅芯橡胶支座100%水平性能、内部钢板橡胶最大应力比的影响,并进行大剪应变下支座内部应力分析。结果表明：与无初始剪切变形相比,铅芯橡胶支座的100%水平刚度随着压应力、初始剪切变形、支座形状系数的变化最大为5%,影响程度较小;有初始剪切变形对橡胶隔震支座100%剪应变条件下的橡胶和钢板应力有一定的影响,但基本未达到橡胶材料的拉伸强度和钢板的屈服强度,支座处于安全状态;有初始剪切变形对橡胶隔震支座250%以上剪应变条件下的橡胶和钢板应力有很大的影响,不同剪应变条件下的橡胶或钢板应力均可能达到拉伸强度或钢板的屈服强度,支座有极大的损伤风险;通过分析,建议支座实际剪应变为400%、350%、300%、250%、200%及100%时,其初始变形分别不能超过0、20%、70%、120%、170%及270%。     

芳砜纶浆粕在硅橡胶耐烧蚀绝热材料中的应用

以预处理后的国产芳砜纶浆粕纤维（PSA）浆粕作为主要耐烧蚀和增强填料,制备了硅橡胶绝热材料。研究了PSA浆粕纤维含量对硅橡胶绝热材料的分散效果、抗拉强度、断裂伸长率、线烧蚀率、密度和硬度等性能的影响。实验结果表明,芳砜纶浆粕的预处理可以提高其在绝热层基体中的分散和与基体的界面结合;当处理后PSA浆粕纤维用量不大于15份（苯基硅橡胶100份）时,随浆粕用量的增加,硅橡胶绝热材料断裂强度增大,断裂伸长率减小,复合材料的线烧蚀率随着PSA浆粕用量的增加而降低;添加PSA浆粕的硅橡胶绝热材料具有较好的耐烧蚀性,可应用在固体火箭发动机或者冲压发动机中。     

纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶用做中、高压轴封的研究

用混炼法制备纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶,利用UTM摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验,用2206型表面粗糙度测量仪测试磨痕,用XY-I型橡胶硬度计测定邵尔A硬度.研究影响橡胶密封性能的一些因素、密封间隙与密封压力的关系等.结果表明磁性橡胶具有优良的抗磨减摩性能、自修复能力,提出一种新型的可用做中、高压或真空环境的纳米Fe3O4磁性丁腈橡胶轴封,提高轴封的压力应用范围.     

隔震橡胶支座试验技术探讨

对隔震橡胶支座试验技术与试验结果分析方法进行探讨，主要包括试验设备的摩擦力、试验温度和试验输入波对支座检测结果的影响等．给出了相应的修正公式，并介绍了普通型与铅芯型支座在广州大学工程抗震研究中心的试验设备与日本某试验设备进行对比试验的情况．     

薄层橡胶沥青复合式路面层间高温滑移特性

为研究高温条件下不同水泥面板界面处理及黏结剂组合方式对复合式路面滑移特性的影响,采用酸洗、抛丸、刻槽等不同层间处理措施和橡胶沥青和AF-I溶剂型两种黏结材料的复合试件板进行双侧无约束汉堡车辙试验,评价复合式路面层间高温滑移特性。结果表明:层间处理措施对层间高温滑移特性影响明显,当界面具有较好的构造深度时,整体抗变形能力明显提高。采用构造深度相对较高、纹理更密的十字刻槽以及刻槽间距较小的密刻槽效果较好,对防止层间高温滑移特性病害较为有效。相对于层间黏结使用橡胶沥青作为黏结剂的试件,使用AF-I溶剂型黏结剂的试件抵抗层间高温滑移特性效果更好。双侧无约束复合板式试件滑移特性试验中,随着构造深度的增大,滑移变形率整体呈现下降趋势,即抵抗滑移变形能力呈增大趋势。采取适当措施改善层间接触条件,对提高复合式路面层间高温滑移特性具有重要意义。