PTFE包覆连续氧化铝纤维缝纫线的磨损行为

结合上浆及二维编织技术制备部分包覆结构F-3、F-4、F-5连续氧化铝纤维缝纫线,使用自研实验装置研究包覆结构对缝纫线与针孔间磨损行为的影响。使用3D轮廓仪表征不同包覆结构缝纫线的轮廓外观和摩擦作用下的损伤形态演变;通过拉伸性能测试,表征缝纫线在不同摩擦次数下的强度保持率;通过磨断次数来评价缝纫线在不同实验参数下的磨损性能。结果表明:包覆工艺参数的变化影响缝纫线表面轮廓的起伏状态,导致磨损后断口产生的毛羽长度随着包覆纱根数的增多和编织节距的增加而增大;相比原纱和浆纱,缝纫线的耐磨性显著提高;随着摩擦次数的增加,缝纫线拉伸强度保持率均呈现快速下降后趋于平缓的趋势,当摩擦次数达到30次时,F-3、F-4、F-5缝纫线拉伸强度保持率分别为12.89%、28.82%、18.35%;随着摩擦距离、纱线张力的增加,摩擦角度的减小,缝纫线的磨断次数逐渐下降。

挤压和车削成型方式对螺纹连接松动行为影响研究

针对7050铝合金车削成型和挤压成型的内螺纹开展损伤形貌分析和机械性能分析,基于自主研制的螺纹连接结构松动试验夹具和随机振动试验夹具,系统开展了在轴向激励下车削和挤压内螺纹/螺栓连接结构的松动行为研究。结果表明:内螺纹在挤压成型时材料发生塑性流动,螺纹表层组织呈流线分布,由于发生塑性变形时的冷作硬化,使得螺纹表面硬度高,质量好;挤压成型的内螺纹相较于车削成型的内螺纹更难以拉脱;挤压成型内螺纹的松动速率大于车削内螺纹;车削螺纹损伤程度比挤压螺纹严重,内螺纹的损伤主要集中在螺纹牙中部和牙底,螺纹表面损伤特征主要呈现为剥层、塑性变形以及犁沟。螺纹表面的磨损机制主要为疲劳磨损、磨粒磨损、粘着磨损。

主动钻杆公接头加工工艺技术研究

主动钻杆是自动钻机的关键零部件之一,在自动钻机钻进过程中起至关重要的作用,而主动钻杆公接头螺纹使用寿命的高低直接决定自动钻机的钻进效率,其质量优劣主要取决于公接头热处理加工工艺。原公接头渗碳、淬火后的防渗部位依然硬度过高、渗层过深,摩擦焊接端及外螺纹表面被淬透,螺纹表面抗冲击韧性较差,使用过程中主动钻杆摩擦焊缝及公接头螺纹易脆断,进尺较浅。为解决该问题,研究采用了新型的加工工艺方法,提升了主动钻杆公接头螺纹耐磨性及摩擦焊缝接头的综合力学性能,避免渗碳、淬火后涂抹防渗剂的各种弊端及质量问题,其适应性增强,质量可靠,提高了主动钻杆的使用寿命。

磨损对套管特殊螺纹强度及密封性能的影响

套管螺纹接头磨损是影响套管柱密封和结构完整性的重要原因之一。由于套管螺纹接头结构特点复杂,目前对套管螺纹接头在磨损工况下的力学性能研究较少。建立TPCQ套管特殊螺纹的有限元模型,分析内压、外压作用下磨损套管螺纹接头的应力分布和密封性能。结果表明:螺纹剩余强度随着磨损深度的增加而降低;当磨损深度达到4 mm时,抗内压强度、抗外挤强度和抗拉强度分别下降了22.9%、26.1%和18.2%,此时密封性能参数小于临界密封性参数,螺纹密封有泄漏风险。提出的方法可以量化评价磨损后套管螺纹接头的剩余强度及密封性能,为套管剩余强度评估和套管强度校核提供理论基础和技术依据。

A286小冠头双线螺栓磨损失效分析

小冠头螺栓与双浮动托板螺母在经过4次拆装后出现咬死现象,拆下后发现螺栓磨损严重。通过对螺栓和螺母进行宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、金相组织观察、对比试验验证等方式,分析螺栓磨损失效的原因。结果表明:若双耳浮动托板螺母的收口螺母收口较小,螺栓与螺母螺纹配合过程中产生的摩擦力会异常增加,导致过快磨损;螺栓与螺母材料性质相近,两者在摩擦配合中产生黏着,进而发生磨损。

耐磨型钻具螺纹脂的评价研究

定向钻、深井和超深井等苛刻工况中钻具螺纹承受了较大的扭矩,钻具螺纹会发生磨损和粘扣等失效事故。针对该苛刻工况,开发了耐磨型钻具螺纹脂TAG-50,并对该TAG-50螺纹脂的理化性能、抗粘扣和抗过扭矩粘扣等使用性能进行试验评价。结果表明,该耐磨型钻具螺纹脂理化性能符合SY/T 5198—2020《钻具螺纹脂》标准的要求,在-20℃的条件下能均匀地涂敷在钻具螺纹表面,滴点为200℃。按照标准扭矩进行了20次上卸扣后,涂敷了TAG-50螺纹脂的钻具内螺纹和外螺纹表面没有发生粘扣。当上扣扭矩是标准扭矩的2.0倍时,涂敷了TAG-50螺纹脂的钻具接头上卸扣后内螺纹和外螺纹表面没有发生粘扣。该TAG-50耐磨型钻具螺纹脂具有较好的耐磨性和抗粘扣性能。

复杂结构井磨损套管连接螺纹的三维力学行为

随着水平井、定向井、大位移井及大斜度井钻井技术在石油钻井工程中的广泛应用,由钻柱与套管间侧向接触力引起的套管连接螺纹磨损问题日益突出,导致了修井周期缩短,开采成本增加,成为制约钻采工程效益的主要因素之一。近年来,不少学者对套管磨损问题进行了大量研究,但均集中于套管非连接部分,而复杂结构井中磨损套管连接螺纹的三维力学行为研究鲜见报道。针对上述问题,基于虚功原理、Von Mises屈服准则以及接触非线性理论,建立了磨损套管连接螺纹的三维数值仿真模型,研究了复杂结构井中套管的上扣特性以及固井条件下磨损深度、磨损开度与井眼曲率对套管连接螺纹的影响。研究结果表明:磨损与井眼曲率对套管连接螺纹的应力状态影响极大,常见的某些工况会导致套管螺纹的连接性能和密封性能降低,考虑到服役后开采时的压力波动,常规的水平井、定向井、大位移井及大斜度井弯曲段套管连接螺纹的设计和选型应着重考虑磨损和井眼曲率的影响;针对设计曲率井眼中的每种待选螺纹类型,都应考虑可预见的磨损进行精细化数值计算,以确保其安全工作。

误差-磨损-温度变化耦合的行星滚柱丝杠副载荷分布

为了揭示误差-磨损-温度变化耦合作用对行星滚柱丝杠副(PRSM)螺纹载荷分布的影响规律,基于变形协调关系,建立了计及误差、磨损和温度变化的PRSM载荷分布模型。通过与现有有限元模型和弹簧模型对比,最大相对误差为8.36%,表明所建模型正确且可用于载荷分布规律研究。在此基础上,研究了无误差、含误差和磨损、以及含温度变化的载荷分布规律。结果表明,误差是导致载荷不均和波动的主因;磨损加剧了载荷分布不均及波动;温度变化造成载荷分布规律发生变化并以中间螺纹为基准呈近似对称分布,且当温度变化达到80℃时,最大载荷增加了9.2%,可见温度变化会增大单个螺纹承载量并导致过载风险;温度变化为40℃时,载荷分布相对更加均匀,控制温度变化可作为改善PRSM载荷分布的有效方法。

振动条件下螺纹面磨损对紧固件抗松能力影响

为改善振动条件下螺纹紧固件抵抗松动能力,在紧固件横向振动试验装置上,测试了微粒子喷丸未处理及处理镀锌紧固件的抗松动能力,使用扫描电镜观察测量了试验前、后螺纹面磨损形貌和尺寸,建立了考虑螺纹面磨损深度的紧固件刚度模型,利用该模型计算分析了磨损深度改变对预紧力的影响.结果表明:未喷丸紧固件预紧力耐久极限为2.8 k N,喷丸紧固件为2.0 k N,未喷丸紧固件抗松动能力低于喷丸紧固件,未喷丸紧固件螺纹面发生严重磨损,喷丸紧固件螺纹面磨损轻微;螺纹面磨损深度随着滑移距离的增加而增加,紧固件预紧力随着螺纹面磨损深度的增加先呈线性降低,随后降低速度逐渐加快.螺纹面磨损降低了紧固件抵抗松动的能力.

捻度对石英纤维缝合线磨损行为的影响

为了研究不同捻度石英纤维缝合线的轮廓形貌结构对其磨损行为的影响,选取6种捻度的石英纤维缝合线,通过3D轮廓分析法表征了缝合线的表面形貌,讨论捻度对未接触(UD)、接触未摩擦(UF)及摩擦后(FR)3种状态下缝合线的凸出峰部面积及表面粗糙度的影响;通过拉伸性能及毛羽灰度值分析,表征了捻度对缝合线磨损行为的影响。结果表明:同捻度条件下,与UD组缝合线相比,UF组和FR组缝合线的表面粗糙度分别降低了6%~20%和27%~47%;捻度的变化引起了缝合线的直径、凸出峰部面积及纤维体积质量等结构参数的变化;摩擦产生的缝合线表面毛羽量随着捻度的增加而减小,缝合线的摩擦后剩余强度保持率随着捻度的增加而增大,最高达40.67%。

大容积无缝气瓶瓶口外螺纹修复方法及安全分析

为确定不同瓶口壁厚气瓶的外螺纹修复方式,采用数值和理论方法,通过分析外螺纹修复后气瓶的瓶体应力分布、周向转动和轴向窜动情况,对直接加工和采用热套工艺加装衬环2种瓶口外螺纹修复方式的安全性进行评价。结果表明:针对内螺纹规格为3-1/4″-8UN的气瓶,当采用直接加工方式将外螺纹修复至4-1/2″-8UN时,气瓶最大应力位于气瓶筒体上,此时气瓶可安全使用;当已修复至4-1/2″-8UN的瓶口外螺纹再次出现磨损时,直接加工的修复方式会对气瓶的安全使用造成影响,应采用热套工艺加装衬环方式修复瓶口螺纹。

Ni基高温合金攻丝中高速钢丝锥的摩擦磨损性能研究

用高速钢W9制备了切削锥角为7°30′的M6修正齿丝锥和标准丝锥,并用其对Ni基高温合金GH4169进行攻丝试验;采用扫描电子显微镜和显微硬度计测定了攻丝后丝锥顶后刀面的表面形貌及试件底孔截面各层硬度.结果表明,标准丝锥对GH4169攻丝的摩擦扭矩占总扭矩的45%,其顶后刀面及侧后刀面沿切削速度方向出现严重的磨损沟和粘着物,这主要归因于GH4169中的硬质点和严重的加工硬化;同标准丝锥相比,修正齿丝锥的摩擦扭矩减小65%,且磨损显著减轻,这是由于其独特的渐成法成形有利于减小刀齿与被切螺纹侧面间的摩擦接触面积及被切螺纹因大弹性变形而夹住丝锥齿的可能性所致.

精车大螺距螺杆加工系统的稳定性

高进给速度精车大螺距螺杆加工过程中,随着旋转螺纹件与刀具相对接触关系的实时变化、刀具磨损量的动态演变和工件材料去除导致的质量变化,加工系统的动力学特性呈现时变特性,研究其稳定性也就具有重要意义。首先结合精车削大螺距螺杆动力学模型,分别利用频域法和全离散时域法,提出一种适用于大螺距螺纹件的车削稳定域预估方法,并进行实验验证;然后在时域法基础上,考虑过程阻尼的影响,研究了不同刀具磨损情况对精车大螺距螺杆切削加工稳定性的影响,并验证测量结果与预测规律相吻合。研究结果表明:精车大螺距螺杆稳定性预测优先选用时域法;极限切深随后刀面磨损量增大而呈现出上升的趋势;选用转速分别为10r/min和25r/min,切深8mm,轴向进刀量0.05mm加工参数进行加工时,能获得基本符合工程实际要求的成品件。本文研究成果为高进给车削工艺参数优选奠定理论基础,同时丰富和发展以大螺距螺杆为代表的大型装备关键零部件的高进给加工理论并推进其工程应用。

油管螺纹接头耐磨润滑处理技术简述

近年来我国油管加工企业非常重视螺纹接头的使用性能,设计了一些特殊的螺纹接头,但其性能仍不尽理想,因而出现从表面处理方面提高其使用寿命的技术。从油管螺纹接头的耐磨润滑处理入手,列出了提高其耐磨和固体润滑性能的技术,以期为提高油管使用寿命提供参考。

新型防脱防偏磨装置设计

抽油杆偏磨断脱是制约油田高效采油的关键因素。为节约采油成本,提高采油效率,提出一种新型防脱防偏磨装置。该装置兼具防偏磨、防脱扣、防砂卡和减阻的功能。通过杆柱受力分析、装置整体有限元分析与拉压试验和疲劳试验相结合,确定了中和点位置以及结构的安全可靠性,对扶正套外流场进行数值模拟分析,分析结果表明:流经扶正套的压力损失约为2.2 kPa;新型防脱防偏磨装置节流效应不大,压力损失小,能耗低,进一步验证了其过流能力。通过防偏磨试验和防脱扣试验确定了新型抽油杆防脱防偏磨装置工作性能的可靠性。新型防脱防偏磨装置能降低抽油杆柱的断脱率,可为相关设计和应用提供借鉴与参考。

镍基高温合金的外螺纹车削试验研究

介绍了镍基高温合金的性能特点,选用PVD涂层的螺纹车刀牌号KC5025对镍基高温合金GH4145进行了外螺纹车削试验,对切削过程中的刀具磨损、切削速度和切屑形状进行了分析,得出了镍基高温合金螺纹车削刀具选取的一些有用结论。

锯片磨削加工的多线程控制策略及实现

为克服开环数控锯片磨床工件尺寸难以精确控制、生产率低等缺点,通过增设工件尺寸实时在线测量系统,构建一个由磨削控制线程和G代码程序组成的多线程控制系统,实现了锯片磨削过程的全闭环控制。此系统在数控平面磨削加工中具有广阔的应用前景。文中着重介绍了采用多线程实现锯片磨削加工控制的方法,以及多线程控制的G代码编程。

复合走丝电火花线切割机床电极丝周边磨损研究

分析了复合走丝电火花线切割机床走丝方式改电极丝单边磨损为周边磨损的情况,对比研究了周边磨损与快走丝方式电极丝单边磨损后的横截面惯矩,结果表明电极丝周边磨损的截面抗弯刚度大于单边磨损在磨损方向的截面抗弯刚度。试验证明,采用复合走丝方式加工,减少了断丝现象,提高了加工稳定性,改善了加工性能指标。

某G105钻杆接头损坏原因分析

为了找出某油田G105钻杆内、外螺纹接头损伤原因,对现场使用的失效钻杆接头进行了宏观分析、理化性能检验、金相及显微组织分析。结果表明,受损的钻杆内、外螺纹接头的化学成分和力学性能均满足API SPEC 5DP—2009标准要求,钻杆接头主要的失效原因为粘着磨损,是在上扣过程中扭矩过大造成的,同时,螺纹脂涂抹不均匀、钻杆接头镀层质量欠佳也是造成粘着磨损的因素。

一种同步环的改进设计

对手动变速器的一种同步环在换挡过程中出现的问题进行了分析。针对存在的缺陷,提出在满足同步容量的同时,可以通过提高材料的耐磨性和改进设计参数来提高换挡时的同步性能。主要改进了同步环内螺纹参数,提高了其换挡摩擦力,实现了在换档过程中同步器和结合齿完全同步。