行星滚柱丝杠螺纹副-齿轮副同步啮合动态滑动特性

为揭示行星滚柱丝杠螺纹副-齿轮副同步啮合动态滑动特性,推导了行星滚柱丝杠滑动角计算方法,建立了行星滚柱丝杠数值模型,验证了滑动角计算方法的准确性。首先,基于节圆偏移产生机制,建立了滑动角运动学分析模型,通过与数值解对比,验证其准确性;在此基础上,分析了丝杠转速、螺母负载对滑动角大小以及螺纹副、齿轮副滑动距离的影响规律。结果表明,滑动角随着丝杠转速、螺母负载的增大而增大;滚柱-丝杠侧滑动距离远大于滚柱-螺母侧,且均随着丝杠转速、螺母负载的增大而增大;齿轮副滑动距离随丝杠转速增大而减小,随螺母负载增大而增大。

橡胶带式真空过滤机故障分析及应用

分析了橡胶带式真空过滤机从动滚筒难移动、托辊和轴承损坏等故障原因,采取了尾部导向滑槽、托辊轴承端面密封、托辊表面衬PP材质、滑台车削、托辊错位安装、接近开关改为光电开关、增加水质过滤器等改造或修复措施,使托辊轴承、耐磨滑槽和耐磨带延长寿命0.5倍以上,降低材料消耗≥10万元/a。

单滚柱包络端面蜗杆传动效率建模及分析

为探究单滚柱包络端面蜗杆传动性能,基于啮合理论,以传动效率为研究对象,建立传动的数学模型,计算传动副的瞬时传动效率与平均传动效率,分析传动副主要参数对传动副平均传动效率的影响。采用MATLAB进行优化运算,获取了较高的传动效率参数。研究结果显示:传动副平均传动效率与摩擦因数、喉颈系数、滚柱半径及蜗轮齿数呈负相关,与中心距呈正相关,其中摩擦因数对传动副平均传动效率的影响最为显著,蜗轮齿数次之,中心距对此影响最小。

推力滚针轴承推力垫圈断裂原因

某推力滚针轴承的推力垫圈发生断裂,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、硬度测试、金相检验等方法对其断裂原因进行研究。结果表明:推力垫圈与保持架发生滑动磨损,在较高的旋转轴向应力作用下,推力垫圈发生断裂。

钻柱涡动分析及防涡稳定器设计

钻井时钻柱在绕自身轴线旋转的同时,还发生绕井眼的涡动,钻柱的涡动对钻柱有很大危害。在分析了钻柱涡动机理以及涡动角速度的基础上,从其结构上指出了现有的稳定器涡动时对钻柱的破坏作用。设计了利用稳定器主体在螺旋套内可自由旋转原理来防止或减少钻柱涡动从而减少对钻柱破坏的新型防涡稳定器。分别介绍了圆柱滚子轴承稳定器和滑动轴承稳定器两种稳定器的结构以及各自的特点,并且与辊子稳定器进行了对比分析,指出防涡稳定器具有防涡或减涡的优点,且工作可靠、结构简单,应用前景广阔。

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受载荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。

滚轮滑轨磨损可靠性研究

滚轮滑轨的滚动接触在工程领域中普遍存在,实际应用表明滚轮或者滑轨磨损是主要的失效模式,滚轮滑轨磨损可靠性分析显得尤为重要。基于Archard模型和磨损可靠性模型,建立了接触应力及滑动距离的计算模型,确定了磨损系数和允许磨损量的选择依据,提出了滚轮滑轨磨损可靠性分析方法。通过实例,进行了理论工况下新型摆动导杆式抽油机中滚轮磨损可靠性分析,给出了滚轮磨损可靠度与工作时间的关系曲线,其分析结果为滚轮滑轨维护周期提供了依据。

高速牙轮钻头轴承表面强化技术实验研究

针对目前牙轮钻头因轴承耐磨性差、寿命短而不能适应高速钻井需要的问题,应用表面工程技术和摩擦学的相关理论,开展了牙轮钻头滑动轴承表面强化工艺和材料的系列实验研究,并测试其性能。进行了组织结构分析和耐磨性、耐冲击性能等实验研究。几种方法的对比实验表明:采用等离子堆焊DH-60粉末后轴承表面涂层致密、孔隙率低、组织结构致密、缺陷少、涂层与基体材料的结合强度高,并且磨损量较小,磨损后试样基本无裂纹等缺陷,耐磨性提高30%左右,可以有效提高牙轮钻头轴承的使用寿命。

基于带漂移布朗运动的滚轮滑轨可靠性预测方法研究

针对滚轮滑轨的高耐磨性、少失效信息的特点,运用性能退化可靠性理论和随机过程方法,对滚轮滑轨的可靠性进行了研究。通过分析滚轮滑轨的磨损失效过程,建立了基于带漂移布朗运动的滚轮滑轨可靠度模型,并利用布朗运动特性研究了基于当前状态的寿命预测方法,从而实现滚轮滑轨可靠性的实时预测。实例证明了该方法的合理性和有效性。研究结果为滚轮滑轨的维修决策提供了理论方法。

牙轮钻头滑动轴承的接触有限元优化设计

以牙爪大轴颈和小轴颈的鼓形度为设计变量,以接触有限元分析的峰值接触压力为目标函数,以牙爪轴颈的体积不超过给定值作为约束条件,用接触有限元方法建立了牙轮钻头滑动轴承的优化设计模型。利用ANSYS软件进行接触有限元优化设计,优化结果表明:最优方案的峰值接触压力相对理想模型(无鼓形度)降低了34.6%,并且接触压力分布合理。

牙轮钻头滑动轴承材料的力学性能试验

牙轮钻头滑动轴承副可用20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢配对,二者经热处理以后,表面较内部材料的性能有很大的差异。为此各对20CrNiMo钢和20Ni4Mo钢的三种试样进行了力学性能测试。结果表明,滑动轴承副经渗碳热处理后表面材料比内部材料的抗压强度提高了近50%,其表面材料的应力 应变几近直线关系,破坏前没有明显的屈服变形阶段。这种表面强度硬度高、中间韧性好的特性,正好满足了滑动轴承对表面耐磨和心部抗冲击、抗振动的要求。

模糊正交法在钻头轴承磨损性能研究中的应用

应用模糊正交的理论与方法,在建立牙轮钻头滑动轴承磨损性能多目标隶属函数的基础上,以模糊综合评价值作为目标函数,对影响轴承磨损性能各因素的主效应,两两因素之间的交互效应及全部因素水平搭配之间的交互效应进行了综合分析,弥补了方差分析只能研究单目标问题,不能全面反映实际情况的不足,为正确选择和配用滑动轴承材料提供了依据。各因素对牙轮钻头滑动轴承影响程度依次为配对副材料、润滑油粘度、下试样表面粗糙度、润滑油清洁度,除配对副材料外,润滑油对钻头滑动轴承的磨损性能也有重要影响。

平模成型机压辊的特性分析

在运动学和动力学分析的基础上,就平模成型机压辊产生的滑动作用进行讨论分析,研究产生最大动压力所需要的条件,为平模成型机的优化设计提供理论依据。结果表明:平模成型机压辊的滑动作用是有利于物料压缩成型的,在一定程度上增加物料的预压缩行程。数学模型的建立有利于平模成型机精确控制压辊的运动状态,提高成型机的工作效率。

度量牙轮钻头滑动轴承粘着磨损失效的新准则

以现场失效的牙轮钻头滑动轴承解剖分析为依据 ,从理论上分析了其磨损失效过程 ,然后分析了影响牙轮钻头滑动轴承失效的主要因素 :摩擦系数、轴承配合接触表面压力的大小和分布以及相对运动速度等。最后对经典的混合摩擦滑动轴承的失效校核条件进行了改进 ,针对低速重载的牙轮钻头滑动轴承的特殊工况 ,提出了一种度量其失效的新判据。该判据的理论依据是牙轮钻头滑动轴承的局部摩擦能量损失不能超过其材料所规定的能量集度。

牙轮钻头滑动轴承浮动套优化设计

为了延长牙轮钻头滑动轴承的使用寿命,对带浮动套的牙轮钻头滑动轴承结构进行理论分析,并采用ANSYS软件对其进行有限元仿真。以浮动套的内、外间隙比和浮动套厚度为设计变量,以接触有限元分析的峰值接触压力为目标函数,用接触有限元方法建立了带浮动套的滑动轴承优化设计模型。优化结果表明,选择合适的浮动套内、外间隙比,不管其是否正常工作,都能大大改善牙轮钻头滑动轴承的接触压力和最大Mises应力,推荐内、外间隙比为2.2～2.8;浮动套能改善滑动轴承局部磨损,且浮动套厚度对其接触压力及峰值应力影响较小;选择合理的浮动套与不带浮动套的牙轮钻头滑动轴承相比,其接触压力降低了25.0%,最大Mises应力降低了32.2%。

行星式滚柱丝杠副的摩擦机理研究

分析了行星滚柱丝杠副由于弹性滞后和自旋滑动等因素所产生的摩擦特性，导出了摩擦力矩和所加载荷之间的关系．计算结果和实验结果对比验证了所得结论是正确的，从而为行星滚柱丝杠副的设计以及润滑、寿命等方面的研究提供了理论依据．

牙轮钻头轴承用GW50合金渗硼及性能分析

牙轮钻头滑动轴承的主要失效形式是胶合和磨粒磨损。钢结硬质合金GW50的力学性能介于硬质合金和合金钢之间，具有较高的弹性模量、硬度、抗弯抗压强度、冲击韧性和较好的冷热加工性能。试验分析表明，经料浆渗硼处理后，可进一步提高GW50钢结合金的表面硬度和耐磨性能，表面硬度可达1700HV0.2，弹性模量和冲击韧性值增加，摩擦系数更低，具有更好的综合性能，用于牙轮钻头滑动轴承是可行的。今后发展高速、重载和高寿命牙轮钻头的关键在于从轴承结构、材料和工艺寻找突破口。

含渗碳层和铜合金牙轮钻头轴承的面接触分析

应用ANSYS的参数化设计语言APDL, 研究了牙轮钻头滑动轴承表面渗碳层和镶嵌的铜合金对轴承强度的影响。首先建立了牙轮钻头滑动轴承三维接触有限元模型, 然后利用网格划分技术分别对其表面渗碳层、镶嵌的铜合金和钻头本体进行网格划分和单元属性定义, 最后施加边界条件进行接触有限元分析求解。结果表明, 轴承接触应力峰值和Mises应力峰值位于铜合金和渗碳层结合部位。这一现象与实际使用的牙轮钻头滑动轴承失效的部位相吻合, 说明接触有限元分析的结果是正确可靠的。

生物质颗粒燃料平模成型机压辊优化设计

通过对生物质平模成型机工作原理介绍以及压辊运动分析,得出压辊产生滑动的原因,并提出压辊改进设计;通过对锥辊的特性分析,得出使压辊产生最大挤压力应满足的条件。认为直压辊的滑动作用可以增加生物质的压缩行程,有利于物料的成型。锥辊数学模型的建立,有助于平模成型机相关尺寸的确定,提高其性能和效率。该研究为今后平模成型机的优化设计提供了理论支持。

圆锥滚子弹流润滑的热效应分析

通过数值求解研究两圆锥滚子间的热弹流润滑问题,分析弹流润滑区内压力、膜厚和温度的分布曲线,讨论热效应和滑滚比对接触区弹流润滑性能的影响。结果表明:在圆锥滚子弹流润滑中,热效应降低了滚子副的润滑性能。由于圆锥滚子几何形状的特点,沿着y轴的截面,压力、膜厚和温度的分布曲面出现斜度。滚子副的端泄使得两端润滑性能较中间恶劣,但是对滚子进行的端部修形,又使得端部和中部的差异不十分剧烈。随着滑滚比的增大,滚子副的润滑性能降低,热效应的影响增大;在纯滚动的情况下,热效应可以忽略不计。