电接触滑动摩擦磨损试验机的研制

为了研究电接触导线材料的摩擦磨损性能，自行研制了一台新型电接触滑动摩擦磨损试验机。本试验机既可测电接触材料的干滑动摩擦磨损特性，也可测电接触条件下的滑动摩擦磨损特性。该设备结构简单、操作方便，测量数据准确，可在一定范围内实现电压、电流、载荷、速度的单、多因素控制，可有效地对不同的电接触材料进行摩擦学性能研究。     

金属材料摩擦磨损行为的影响因素

文章对金属材料的干滑动摩擦磨损及电接触滑动摩擦磨损的影响因素进行研究,认为材料的摩擦磨损过程相当复杂,尤其在通电条件下摩擦磨损受到载荷、速度、电流、电压等综合因素的影响。为开发、生产、应用新材料提供基础的理论研究和实践保障。     

典型材料载流摩擦行为

用多种典型载流摩擦材料在自制载流摩擦试验机上系统研究了材料、载荷、相对滑动速度和电流对摩擦/载流行为的影响,探讨了载流摩擦过程中的表面行为。研究结果表明:摩擦磨损行为和电接触行为相互耦合,具有非常复杂的关系;接触压力、电流和相对滑动速度的变化显著影响载流/摩擦磨损行为,高相对滑动速度和大电流使摩擦磨损特性和载流特性明显下降;电弧侵蚀明显加大材料损伤;电弧对载流摩擦行为作用的途径包括氧化、熔融和最终的接触表面粗糙化。     

滑动电接触表面微观形貌影响因素分析

为研究滑动电接触中粗糙度参数和粗糙面磨损均匀程度与摩擦副表面粗糙度的关系,在不同条件下开展载流实验,分析接触电流、接触压力、滑动速度和运行时间对摩擦副表面粗糙度的影响.研究结果表明:在相同条件下,运行时间越长、滑动速度越大,接触面粗糙度值越大,磨损越不均匀;接触压力越大,接触面粗糙度值越小,磨损越不均匀;随着接触电流的增加,接触面的粗糙度值呈现先减小后略微增加的变化趋势,磨损越来越均匀.     

受电摩擦磨损的研究现状

介绍了目前国内外受电摩擦磨损的研究现状 ,受电摩擦副的摩擦磨损机理。资料表明 ,电场中摩擦副的确受到诸如电流、电压、电弧等电力学条件的影响 ,磨损率随电流的增加而增加 ,摩擦系数虽然也增加 ,但在试验过程中变化较大 ;载流条件下的磨损形式是粘着磨损和磨粒磨损 ,而无电流条件下的磨损形式主要是粘着磨损。同时本文也指出了研究的不足之处     

铜基复合材料面接触摩擦副温度场及磨损特性研究

文章利用非接触式红外测温-有限元模拟-热电偶测温验证相结合的方法,克服摩擦副热流分配系数误差较大的问题,建立基于面接触摩擦磨损试验的三维温度场模型,分析其温度对铜基双金属材料磨损特性的影响。结果表明,在面接触摩擦磨损试验中,摩擦副接触面径向不同位置的温度不同,所对应的磨损也有差别,温度对摩擦磨损有非常显著的影响。     

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

微动摩擦磨损实验教学的探索与实践

为深化对机械原理、机械设计、机械设计基础等课程中有关零部件接触表面间的微动摩擦磨损知识的理解,培养科研和工程意识,激发创新能力,研制了微动摩擦磨损实验机,开设了微动摩擦磨损实验。本文结合教学实践,对此进行了实验教学方法的探讨。     

微晶二氧化硅粉体添加剂的抗磨减摩作用

为研究微晶SiO2粉体添加剂的抗磨减摩作用,采用微晶SiO2矿物粉体作为润滑油添加剂,利用AMSLER摩擦磨损试验机研究45#钢摩擦副在添加剂润滑油润滑下的摩擦学特性.磨损后钢环表面的形貌和成分通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪进行分析.结果显示:以微晶SiO2粉体为添加剂润滑时在摩擦副表面形成一层陶瓷保护层.相比基础油,在微晶SiO2添加剂润滑油润滑条件下,摩擦副的接触状态由金属之间的摩擦磨损转化为自修复膜层之间的摩擦磨损.添加剂润滑油较基础油润滑条件下的摩擦系数大.摩擦磨损过程中自修复膜层的形成,隔离了金属摩擦副的直接接触,降低了试样磨损失重,具有良好的耐磨性能.     

冷轧Q235钢/45钢摩擦磨损行为研究

为了研究冷轧Q235钢/45钢在干摩擦实验条件下的表面摩擦磨损行为,在M-2000型摩擦磨损试验机上分别进行了等速变载荷、等载荷变速和等速变载荷间歇接触冲击条件下的摩擦磨损试验.利用摩擦力矩-摩擦系数法对Q235钢的摩擦磨损机理特性进行了研究分析.结果表明,冷轧Q235钢的摩擦系数和磨损量随载荷的增加而增加(但增加趋势减缓)、随转速的提高而减小.在间歇接触冲击时,其摩擦系数比其他两种条件下的摩擦系数大1.4～3.3倍,磨损量比其他两种条件下的磨损量大1.24～1.51倍.     

滑动电接触磨损量最小的最佳载荷实验

为了揭示滑动电接触载流摩擦磨损特性,寻找最优的运行条件,以弓网系统受流为研究对象,对法向载荷如何影响受电弓滑板和接触导线之间载流磨损特性进行了实验研究.研究结果表明:无电流条件下,磨损量随着法向载荷的增加递增;载流条件下则表现出明显不同的磨损特性:随着法向载荷的增大,磨损量呈现出先减小而增加的变化趋势,且下降率大于上升率,同时定义了磨损量最小时的法向载荷值为最佳法向载荷,发现最佳法向载荷值随着速度的增大相应增大.当法向载荷大于此值时,主要磨损为机械磨损,法向载荷小于此值时,主要磨损为电气磨损.该研究结果对最优载荷的研究具有指导意义.     

钨含量对铜基摩擦材料性能的影响

为了探究钨含量对制动用铜基摩擦材料性能的影响,采用热压烧结工艺制备了不同钨含量的铜基摩擦材料,对其物理性能、力学性能和摩擦磨损性能进行了测试。研究表明,铜基摩擦材料的密度随着钨含量的增加而增大,而剪切强度和硬度先增大后减小。钨提高了材料磨损表面微凸体接触的结点强度,从而提高了材料的摩擦因数。适量的钨可以有效地减少磨损表面剥离,有助于在磨损表面形成连续完整的摩擦膜,从而稳定摩擦因数,减小磨损质量。当钨含量过高时,在高温摩擦过程中会产生严重的犁沟或微裂纹,导致摩擦因数剧烈波动和磨损质量增大。钨的质量分数为3%时,铜基摩擦材料在不同温度和压力下具有较为稳定的摩擦因数和较小的磨损质量。     

铜的电接触磨损性能研究

对热型连续定向凝固工艺生产的铜,进行电接触滑动摩擦磨损实验。分析讨论电流、电压等因素对该材料磨损表面的影响。实验结果表明:在施加电流电压的情况下,金属的磨损以磨粒磨损、粘着磨损、电蚀磨损为主。     

材料磨损系数的测定方法及试验

目的为弥补目前磨损系数值均为近似值而非真实值,提出一种能够获得摩擦副真实磨损系数的可靠方法.方法开展氮化硅圆柱销与块体的磨损试验,获得块体磨损深度及表面形貌;基于有限元数值仿真与Umeshmotion子程序相结合实现氮化硅摩擦副磨损过程仿真分析;通过试验磨损形貌及深度与仿真磨损形貌及深度的对比,确定氮化硅材料的真实磨损系数.结果通过以上方法确定在接触载荷为40 N,干摩擦条件下,氮化硅陶瓷材料的磨损系数为1.825×10~(-7) MPa~(-1),与磨损系数的估计值(1.15×10~(-8) MPa~(-1))相比,准确率提高了59%.结论有限元方法能够考虑摩擦副接触界面各点处的局部压力,重现磨损试验的真实过程,因此采用有限元数值仿真与磨损试验相结合的方法能够有效、可靠地获得材料的真实磨损系数.     

表面接触分形模型对滑动摩擦副磨损的预测

根据实际滑动摩擦学系统中摩擦副表面的粗糙度特点，利用具有单向粗糙度表面接触的分形模型，推导出滑动摩擦副的粘着磨损分形方程式，从而得出滑动摩擦副粘着磨损的变化规律，为分析滑动摩擦学系统中摩擦副表面的磨损问题提供了新的途径。     

面向砼密封体磨损寿命的结构优化设计

为解决混凝土泵送过程中砼密封体在混凝土多相流体以及变载荷条件下的使用寿命问题,提出了基于摩擦副接触压强均匀化评价的砼密封体结构形态参数优化设计方法.即在归纳了弹性接触摩擦磨损的一般化物理模型的基础上,分析影响磨损的主要因素.参照实际工况建立砼密封体接触力学模型,并以砼密封体接触压强均匀化为基准建立优化目标评价函数,通过...     

滑动轴承新材料的探索研究

本文根据碳 -碳复合材料的抗压、自润滑特性 ,进行面接触摩擦配付的装置设计 ,并就摩擦、磨损作对比实验研究 ,得出了一些有益的结论     

压缩机动涡旋表面磷化膜层的磨损性能

采用AMSLER摩擦磨损试验机,模拟压缩机上支撑与动涡旋摩擦副,对灰铸铁表面磷化膜层摩擦副在不同条件下的摩擦磨损性能进行了研究,采用扫描电子显微镜(SEM)观测摩擦磨损表面形貌.试验结果表明:磷化工艺可以有效降低灰铸铁与磷化膜层之间的摩擦系数;在摩擦磨损过程中,磷化膜避免了金属表面的直接接触,降低了摩擦副之间的黏着.磷化试样在高速和低速条件下的抗咬合性能均优于未磷化试样.     

摩擦表面的物理过程与物理现象

材料表面的摩擦、磨损和润滑特性，取决于摩擦表面的形态和接触表面间的力的生成与传递；在摩擦过程中，表面还将发生一系列的表面物理现象。     

混合润滑下齿面磨损预测研究及试验验证

高速重载齿轮常常运行在混合润滑状态,粗糙齿面存在着较大的摩擦和极高的闪现温度,继而产生较高的能量损耗,并加速接触表面磨损失效进程.为准确预测混合润滑条件下的齿面磨损率,提出了一种新的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑区域的磨损过程进行准确的描述.在磨损分析之前,考虑了接触区域存在的热-弹-流耦合现象,建立了齿面磨损计算的数学模型,给出了计算模型中各参数的确定方法,并讨论了其适用范围.研究了一定工况下直齿轮齿面的接触情况、应力分布、闪现温升、润滑状态、摩擦以及磨损趋势,结果发现:齿面磨损受到多重因素的影响,其在齿面的分布也是非线性的;接触区域的温升会极大地改变混合润滑区域的润滑与摩擦界面;同时粗糙峰接触效应造成了较大的且剧烈波动的局部磨损率,加剧了齿面磨损程度.磨损率的预测结果与齿轮磨损试验的测量数据较为一致,表明文中所得模型可为齿轮的传动设计以及实际工程应用提供依据.