一种新型剖分式高性能十字轴式万向节的研究与应用

为了满足中厚板、宽厚板和大型热连轧等重载工况的轧机设备重载、高效、高产能的技术进步和环保的要求,研制出一种新型剖分式高性能十字轴式万向节,其承载能力和抗冲击能力强,寿命长,维护方便,无污染,具有较好的使用效果。已在国内某钢厂4100 mm厚板轧机项目中运行20个月,可广泛推广应用于重载大冲击工况的轧机主传动系统。

微结构表面展开轮摩擦磨损特性与仿真研究

为了提高AVIKO系列钢球检测系统中展开轮的服役寿命及检测精度,在增大表面摩擦因数的同时减少磨损,将表面微结构应用于展开轮,研究其摩擦磨损特性。利用激光在试件周向外表面加工三种不同直径参数的凹坑微结构,并用自主设计的摩擦磨损试验机进行试验,得到摩擦因数与磨损量,通过数值模拟得到应力分布图和磨损深度图,与光滑表面试件进行对比和分析。结果表明,在干滑动摩擦条件下,微结构表面试件均比光滑表面试件的摩擦因数更大且磨损量更小,微结构表面通过改变应力分布和分散磨损点位置减少了磨损并提高了耐磨性。所建立的数值模拟磨损模型可用于预测微结构表面磨损深度,为微结构表面展开轮的寿命预测提供了基础理论。

表面微结构参数对轴承钢球展开轮磨损量的影响

为研究轴承钢球展开轮表面微结构主要参数(面积、形状、深度)对干摩擦条件下展开轮磨损量的影响,采用正交试验法对不同参数的微结构表面进行试验,应用仿真软件进行应力分析,得到不同几何参数微结构的微观应力分布状态,结合试验与应力分析的结果对Archard磨损模型进行修正。结果表明:减磨效果最好的是菱形微结构,单坑面积为3.14×10^(-2) mm^(2),深度为150μm。发现不同几何参数微结构的高应力区分布位置,推导出包含微结构主要参数变量的磨损量计算模型,可为微结构展开轮的设计及寿命预测提供理论依据。

钢球展开轮表面微结构几何参数优化研究

目的对钢球展开轮表面凹坑形微结构的几何参数(形状、大小、深度、间距)进行优化,获得增摩降磨(增加摩擦系数、降低磨损量)特性最佳的展开轮表面微结构几何参数匹配,为微结构展开轮的设计和应用提供方法和依据。方法首先运用Hertz理论对展开轮与钢球的接触面积进行分析,确定微结构几何参数范围,设计正交试验表,并进行摩擦磨损试验;然后,基于Archard理论推导展开轮表面磨损深度计算模型,通过数值模拟获得不同几何参数情况下微结构表面的磨损深度,将仿真结果与试验结果进行对比和验证;最后,以最小磨损量和最大摩擦系数为目标函数,利用基于Pareto思想的遗传算法建立微结构几何参数优化模型,通过求解得到摩擦系数和磨损深度的最佳范围及相应微结构的几何参数匹配。结果求解得到0.2 s时间内微结构展开轮磨损深度h为5.24×10^(–7)~5.32×10^(–7)mm,摩擦系数μ为0.2600~0.2607,与之对应的20个非劣解中,形状系数c为0.289左右,面积s全部为0.0310mm~2,深度d为97~112μm,大多数集中在100μm左右,间距θ在全部间距取值范围内都有分布,其中出现频数最高的为3.59°。结论微结构几何参数对展开轮表面磨损深度的影响程度顺序为:面积>形状>深度>间距;对摩擦系数的影响程度顺序为:形状>面积>间距>深度。展开轮表面微结构的最佳几何参数匹配:形状为菱形,面积为0.0310 mm^(2),深度为100μm左右,间距为3.6°。