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.     

润滑剂黏塑性引起的弹流润滑偏离经典理论--Ⅰ.膜厚公式

考虑润滑剂剪切强度,计算等温纯滚动弹流膜厚.回归出的中心膜厚公式表示不同工况下弹流润滑偏离经典理论的程度.这种偏离实际代表在严重发热的弹流润滑中,入口区润滑剂剪切强度或润滑剂/接触表面界面处最大可承受剪应力下降时,弹流润滑失效前润滑膜的厚度.     

黏塑性弹流润滑膜承载能力研究

考虑润滑剂黏塑性,研究不同表面速度和不同润滑剂温度时,纯滚动条件下弹流润滑膜的承载能力.在最高表面速度10m/s下,最大载荷产生的最大Hertz压力为4.5GPa.结果表明,在高速或高黏度润滑剂的条件下,润滑剂的黏塑性导致润滑膜的实际承载能力要比经典弹流润滑理论估计值低得多.此时,润滑行为偏离经典的弹流润滑理论,且偏离的程度随速度或润滑剂黏度的降低而减小.     

空间固体润滑球轴承低速小摆角运动寿命分析

对低速小角度摆动的固体润滑球轴承运转寿命进行了理论分析与试验研究。基于滚动球轴承的弹性力学与运动学,对滚动体与套圈之间的相对滑移速度进行了分析,并在外滚道控制理论边界条件下对分析结果进行了简化。结合固体界面Archard磨损模型,给出了小角度摆动MoS_2固体润滑轴承寿命的估算公式。针对公式中涉及的小角度摆动运转工况,开展了固体润滑轴承机构的真空加速寿命试验,试验结果表明轴承在小角度摆动的典型工况下寿命超过2. 3×10~6次,符合寿命估算公式的理论计算结果,验证了理论分析的正确性。低速小角度摆动工况下的固体润滑轴承寿命估算公式表明其寿命与速度无关、与载荷成非线性相关以及与材料强度成正比。     

邻苯二甲酸氢钾与十六烷基三甲基溴化胺胶团相互作用

用紫外吸收光谱的方法研究了邻苯二甲酸氢钾芳香反离子与十六烷基三甲基溴化胺阳离子表面活性剂胶团之间的相互作用.发现了阳离子表面活性剂胶团的加入能使芳香反离子的吸收光谱特征峰发生红移.邻苯二甲酸氢钾芳香反离子与十六烷基三甲基溴化胺阳离子表面活性剂胶团混合液的紫外吸收光谱峰值λmax随pH的增大而减小.这被解释为在pH=1的酸性条件下,邻苯二甲酸氢钾会以邻苯二甲酸形式存在,阳离子表面活性剂胶团与芳香环之间的相互作用主要是阳离子-∏相互作用.在pH=13的碱性条件下,邻苯二甲酸氢钾会以邻苯二甲酸根的形式存在,邻苯二甲酸根与十六烷基三甲基溴化胺阳离子表面活性剂胶团之间的相互作用主要是静电引力作用.通过测定混合体系的表面张力发现芳香反离子与胶团混合体系的表面张力比各组分的表面张力低,其原因归结于邻苯二甲酸氢根与十六烷基三甲基溴化胺阳离子表面活性剂胶团之间存在静电引力和阳离子-∏相互作用的综合结果.     

弹性流体动力润滑状态下滚动轴承摩擦的分析

基于非牛顿弹性流体动力润滑(弹流润滑)点接触问题的数值求解方法,对深沟球轴承滚动体与滚道椭圆接触的稳态与瞬态润滑问题进行了分析.依据油膜压力与油膜厚度的数值计算结果,讨论了接触表面粗糙度、表面几何形态(粗糙表面峰谷高度)、滑滚比、接触力以及滚动速度等参数的改变对润滑深沟球轴承摩擦系数的影响.结果表明:表面粗糙度的改变对摩擦系数的影响较小;粗糙度一定时,表面几何形态的差别对摩擦系数影响较小;摩擦系数随着滑滚比的提高而增大;接触力与滚动速度的提高导致摩擦系数增大.     

不同浓度表面活性剂聚集形态的分子动力学模拟

用分子动力学的方法,模拟了十三烷基甲苯磺酸钠在不同浓度下油水体系的胶团形状,发现在临界胶团浓度以上,随浓度的增加,依次自发形成从球状胶团、棒状胶团、层状胶团到反胶束结构的各种聚集体。并用扩散系数数值与直观模拟结果相对应,发现扩散系数能很好地表征表面活性剂溶液的自组装情况。     

Gemini表面活性剂胶束化的热力学模型

用修正过的Camesano热力学模型计算联接基团为聚亚甲基链的季铵盐型Gemini表面活性剂的胶团化自由能，探讨联接基团长度、形成胶团的七项自由能因子和烃基链长度对胶团的大小、形状、cmc及胶团尺寸分布的影响．所计算的cmc，胶团的大小和形状等胶团性质均与实验数据较一致．     

DNNSA反胶团萃取净化含镍电镀废水研究

研究了油水比、萃取剂浓度、萃取时间等对DNNSA反胶团萃取净化含镍电镀废水性能的影响,并采用图解法对逆流萃取理论级数进行了研究.结果表明:有机相煤油负载DNNSA反胶团萃取净化含镍电镀废水是可行的;提高油水比可以提高萃取效率;萃取时间为20 min达到萃取平衡;萃取剂浓度由0.005 7 M升高到0.446 M时,萃取效率提高了66.81%,即提高有机相中反胶团的数量有利于萃取反应的进行;DNNSA浓度为0.1 M时,其萃取容量约为3.57 g.L-1,多级逆流萃取理论级数为4级.     

一种新型高效节能产品在我校诞生

由我样化学系官文超副教授领导的课题组研制成功一种高性能的高水基液体.此项湖北省科委下达的重点攻关项目“高性能高水基液体的研究及应用”,于6月6日通过了省科委主持的鉴定会.鉴定认为“新研制的含减摩活性元素有灰型水溶性聚合物润滑剂、HWBF——HG-1型高水基液体及含氮、磷、硼无灰型润滑减摩阻剂均属国内首创,达到国外同类产品的先进水平.”     

高水基液压液的蒸发特性研究

通过对高水基液压液在不同工作条件下因蒸发而产生的失水量的测定及对试验数据进行回归分析,揭示了液压液蒸发率与工作温度和工作时间的函数关系,并指明了高水基液玉液的蒸发特性,从而对合理使用高水基液压液提供了一定的理论根据。     

湿式铜基摩擦副局部接触对摩擦因数的影响

考虑金属的热衰退特性及温度、压力和摩滑速度对混合润滑油膜的影响,建立了湿式铜基摩擦副局部接触摩擦因数计算模型,研究了摩滑过程中湿式铜基摩擦副局部接触状态下摩擦因数的变化规律,并通过销-盘摩擦因数测量实验对摩擦因数计算模型进行了验证.研究结果表明:摩擦元件屈曲变形导致摩擦元件间摩擦状态发生变化,在局部接触条件下,接触区摩擦状态随温度升高可分为油膜主导阶段、微凸峰主导阶段、摩擦因数上升阶段和热衰退阶段4个阶段.其中,油膜主导阶段会随摩滑速度的减小而消失.干摩擦状态下,摩滑速度对摩擦因数影响较小.在混合润滑状态下,摩擦因数随摩滑速度增加而下降,且温度越小摩擦因数衰减越显著.局部接触区平均面压较小时,压力对摩擦因数影响较小,当压力超过100 MPa时,接触面压力开始对混合润滑中的油膜主导阶段产生影响,此时摩擦因数随压力升高而增大.      

机械密封的摩擦系数与工况参数

讨论了机械密封的摩擦系数与工况参数的关系,提出了各种不同状态下机械密封的摩擦系数与工况参数的关系式,深入分析了混合摩擦、流体静压润滑与流体动压润滑的摩擦系数与工况参数的关系。文中给出了计算实例,这对正确设计、研究和使用机械密封具有理论指导意义和实用价值。     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

Rapid Evaluation for Feed-axis Lubrication Condition Based on Soft Sensor

Stribeck effect is regarded as the most important feed-axis friction characteristics. According to the relationship between friction and lubrication,a rapid technology for feed-axis lubrication condition evaluation of computer numerical control( CNC) machine tools based on soft sensor is proposed. To obtain its state information,the static friction force,Coulomb friction force,and viscous coefficient are used as the key parameters of the soft sensor for tread analysis. Then the various amplitude and velocity triangular wave test curve, and a precise nonlinear model identification method are presented. The results of the experiments analysis show that this method is feasible and reliable for evaluating feed-axis lubrication condition,which lays the foundation for on-line condition monitoring and reliability evaluation for feed-axis lubrication of machine tools.     

薄膜润滑与纳米流变学研究的进展

综述了薄膜润滑和纳米流变学最新研究成果及其对宏观摩擦学的贡献。当润滑膜厚度接近分子尺度时，润滑剂的流变性质和物理状态将经历很大的变化，包括有序结构形成，等效粘度增加，松驰过程减缓，固化或玻璃态转化以及由此产生的粘滑运动。说明在弹流和边界润滑之间可能存在一种特殊的薄膜润滑状态，即润滑剂的流动及流体动力效应依然存在，但其行为已大大不同于经典理论所预测的规律。目前有关薄膜润滑的理论尚在发展之中，它将为高技术微系统的开发，实现摩擦控制和界面设计提供理论基础。     

液压升降装置拉缸机理分析和改进措施

根据两物体间相对运动时的摩擦状态和磨损理论,结合某型液压升降装置出现的拉缸现象,对液缸产生拉缸的机理和过程进行分析,提出为缓解和避免装置的拉缸问题,在结构上采取的改进措施.通过对摩擦副材料和结构的改进,实现了金属与非金属的配合关系,降低了摩擦系数,同时也提高了运动副的导向性能和润滑性能,进而从根本上避免了冷焊结点和拉缸的产生.     

柴油机全浮式活塞销连接副的运动及润滑特性研究

基于弹流润滑理论、平均流量模型及微凸峰接触理论,综合采用基于模态压缩法的多柔性体和有限差分法耦合求解了某柴油机全浮式活塞销连接副的运动特性及混合润滑特性,并考察了结构表面粗糙度对活塞销轴承摩擦损失功率的影响.结果表明:活塞销的转动角速度较小,在整个做功冲程几乎为0;工作过程中,活塞销轴承大多处于混合润滑状态,仅在吸气冲程和排气冲程连杆摆角最大的时刻附近处于流体润滑状态;可适当减小活塞销（孔）轴承的表面粗糙度来提高活塞销的转速,以显著降低活塞销轴承摩擦损失功率,继而改善润滑状况.      

基于油液分析的活塞环磨合过程摩擦磨损试验研究

为了改善柴油机活塞环-缸套摩擦副的磨合过程,缩短磨合时间,利用油液检测光谱分析技术,对活塞环-缸套摩擦副间的摩擦磨损过程进行研究,分析活塞环-缸套间的润滑与摩擦磨损规律,寻找改善活塞环-缸套润滑状态的途径.实验证明活塞环摩擦副的加工精度对油膜的形成有着重要影响,建立油膜的临界负荷与表面粗糙度等级成正比,并证明利用油液检测技术是进行摩擦副的摩擦磨损研究的有效途径.     

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。