钢绳环式无级变速器钢丝磨痕几何特征研究

摩擦磨损分析对钢丝绳的寿命预测和可靠性理论具有关键意义。以6×7+IWS钢绳环为研究对象,利用ABAQUS软件对其内部钢丝间的微动磨损进行仿真。在接触载荷为1N和循环次数为50000的情况下,研究了交叉角度为30°、45°、60°、90°时下钢丝试样的磨痕深度、面积和体积的演变规律。仿真结果表明,在θ=30°时,磨痕深度和磨痕体积最小,分别为0.0034mm、1037.483×10^(-5)mm^(3);在θ=90°时,磨痕深度和磨痕体积最大,分别为0.0082mm、1040.831×10^(-5)mm^(3)。在相同交叉角度下,上钢丝的磨痕深度小于下钢丝的磨痕深度,上钢丝的接触面积总是大于下钢丝的接触面积。当上、下钢丝总磨痕深度达到报废标准时,30°、45°、60°和90°交叉试样所需的循环次数依次为608696、509091、466667和437500次。本研究为钢绳环在微动磨损下的磨痕几何特征和寿命预测提供了理论依据。

关于J.Warburton方法的钢丝交叉磨痕体积计算及误差分析

以J.Warburton和R.Bradford的研究为基础,采用数值解的方法分析直线型钢丝接触、直线型钢丝与圆弧型钢丝接触时的磨痕体积和误差。分析显示:当直线型钢丝交叉时,因为被省略的I项是一个负值,所以J.Warburton方法所得到的磨痕体积始终大于数值方法得到的磨痕体积,当磨痕深度达到2.5mm时,J.Warburton方法带来的误差为0.27%,之后随着磨痕深度的增大而急剧增大,当磨痕深度达到5mm时,J.Warburton方法省略I项所带来的误差为1.43%。因此当磨痕深度超过钢丝半径的一半时,J.Warburton方法所带来的体积误差将必须予以考虑。直线型钢丝与圆弧型钢丝接触的磨痕体积由V_(A)和V_(B)两部分来表达,J.Warburton方法总体积计算结果与数值方法相差甚远,最大误差超过10%,同时,反验证得出r^(*)和r_(3)^(*)呈现出截然相反的变化规律,所以r_(3)^(*)参与计算的V_(B)不能反映B磨痕的真实体积。所以,J.Warburton对B磨痕的体积计算方法持怀疑态度是正确的。本研究为计算直线型钢丝接触、直线型钢丝与圆弧型钢丝接触时的磨痕体积和误差分析提供理论依据。

基于灰度相似和双邻域的磨痕角自动检测方法

为了确定磨斑图像中磨痕的方向,便于后续磨斑直径的测量、抗磨性分析和异常磨损检测等处理,文中提出了一种双邻域的磨痕角自动测定方法。方法同时考虑小、大两个尺寸邻域内的灰度变化度来推算磨痕的方向角,构建小尺寸的近邻域,计算像素及其近邻域像素的灰度差以得到像素不同方位的灰度变化,求出使差异度取最小值的方位值(很接近磨痕方向);考虑磨痕角的检测精度和耗时,利用大尺寸的远邻域及远邻域上的兴趣像素,得到兴趣像素的远邻域差异度;找到与灰度差异度的极小值(即灰度相似)所对应的磨痕方位值,并结合远邻域的尺寸推算出磨痕角。以人工判定的磨痕角为基准,对200组样本数据进行仿真。实验表明,文中方法检测方向角的平均绝对误差小于1.5°,最小和最大的绝对误差分别为0°和4.309°,平均每帧耗时约2.8 s。

基于傅里叶变换轮廓术的磨痕形貌测量

往复冲击条件下,由磨损引起的接触表面磨痕的三维形貌的改变对接触润滑效应的研究具有非常重要的影响。在传统傅里叶变换轮廓术(Fourier transform profilometry,FTP)测量系统中引入正弦光强产生装置以及图像实时采集处理系统,利用单幅条纹图像,快速、准确地重构出磨痕表面三维形貌。利用该测量系统对施加PB2400型润滑油方式下快速冲击一万次后的磨痕形貌进行了测量,利用FTP对采集的条纹图进行处理,获得该磨痕的三维形貌。将测量结果与粗糙度轮廓测量仪所得结果进行对比分析,验证该方法的可行性和有效性。将该测量方法与高速摄像机相结合,可以实现连续冲击过程中磨痕的瞬时三维形貌测量,为进一步研究接触润滑效应提出一种新的试验依据和方法。

在有或无摩擦噪声状态下磨痕形貌的观察

试验表明在往复滑动条件下有摩擦噪声和无摩擦噪声时磨痕形貌有比较明显的变化,借助声学和动力学测量技术,可以准确地测定磨痕上有摩擦噪声的区域。在准确确定摩擦噪声发生区域的条件下,观察了有摩擦噪声和无摩擦噪声时磨痕的形状。结果表明在有摩擦噪声的区域,磨痕呈现不规则粘着脱落的特征;而在无摩擦噪声的区域,磨痕呈现比较光滑的磨粒磨损犁沟特征。

石制品微磨痕分析的实验性研究

以扫描电子显微镜为主要手段,依据Keeley的实验方法,对实验和“盲测”的燧石制品进行了微磨痕(microwear)的观察分析,验证了该方法的可行性;表明在石制品的加工方式、加工对象与其可能的残留信息——石制品的使用痕迹,如以光泽、条痕、破损疤为主要特征的微磨痕之间所具有的某种实验模式,初步掌握了微磨痕研究的实验方法,取得了一些结果,并予以检验;利用扫描电镜观察“晶体破损”与否,可能是鉴定石制品使用或未使用的一种行之有效的方法。

考古标本微磨痕初步研究

从周口店第1地点和马鞍山遗址选取了20件燧石制品,以微磨痕的实验研究为基础,以扫描电子显微镜(简称电镜)为主要手段,通过对比分析,尝试了不同遗址间考古标本的微磨痕分析。结果表明,周口店第1地点和马鞍山遗址的石制品的功能都具有多样性;“楔”的功能见于马鞍山遗址,并为周口店第1地点“使用石片较多”的说法提供了微磨痕方面的新证据。

一种3D-Motif方法对工件磨痕三维形貌的表征

论述了一种新的3D-Motif方法,此方法是定义、基本表征参数与合并算法的结合.对于分水岭算法得到最初三维粗糙度Motif的合并问题,提出了一种基于变化树基础上的区域合并算法.利用该3D-Motif评定方法对白光相移干涉仪测量重建出的磨痕表面三维形貌进行特征数据提取及表征分析,用Motif的深度、宽度、面积等7个参数对磨痕表面进行了参数表征及分析,这将对微机械工件周期润滑预防提供更可靠的数据依据.

弹头上膛线磨痕表面的分形模型

在发射子弹过程中,枪管膛线和弹头构成了枪械中最重要的摩擦副之一·理论分析和实验结果表明:随着枪支发射子弹量的增加,枪管膛线表面粗糙度增大,它对弹头表面磨损加剧,故弹头上膛线磨痕表面的分形维数D也将随着枪支发射子弹量而发生变化·根据实测数据得出分形维数D的动态方程,基于摩擦学原理和分形理论,提出了弹头上膛线磨痕表面的动态预测分形模型,其动态预测趋势与实验数据吻合·本文探索的目的在于通过分析弹头上膛线磨痕表面的变化特征来推断枪支的磨损程度·

磨损过程中材料表面的电位变化及其微观磨痕形态

分别对调质和淬火状态的45钢及铸态高锰钢在磨损过程中表面的电位变化进行了测试,并对其表面磨痕进行了微观分析。结果表明:当载荷恒定时,随摩擦速度增加在细颗粒磨料低应力环境下,材料表面电位先下降后上升,其微观磨痕主要为犁沟、擦伤、飞边塑性流变及小磨屑脱落塑变特征;而在粗颗粒磨料较高应力环境下,材料表面电位出现起伏变化,微观磨痕主要为大块的脆性磨屑。

钢轨打磨磨痕粗糙度与交叉磨痕对滚动接触疲劳损伤的影响

利用砂纸在钢轨试样表面打磨出不同粗糙度等级(1、4和7μm)的单向磨痕和交叉磨痕(-45°/70°、-20°/90°和45°/70°),利用MMS-2A轮轨摩擦磨损试验机对打磨后的钢轨试样进行滚动试验并分析滚动接触疲劳损伤规律.结果表明:打磨钢轨的滚动磨损表面粗糙度和损伤均比未打磨钢轨严重,随打磨磨痕粗糙度增加,钢轨滚动磨损表面粗糙度和损伤均呈减小趋势.当打磨粗糙度为7μm时,滚动接触疲劳裂纹为枝裂纹,裂纹深度较小;随打磨粗糙度减小,枝裂纹发生贯穿连通形成网状裂纹损伤,裂纹深度增加.相较于单向打磨钢轨,交叉打磨磨痕钢轨滚动磨损表面粗糙度较低,滚动接触疲劳损伤较轻微.此外,-45°/70°和45°/70°交叉磨痕的滚动损伤比-20°/90°交叉磨痕钢轨更加轻微.

根据轮胎磨痕判断机器故障

轮胎是最终承受全机重力的部件,使用长久后它可以反映出轮式机械的有关工况,故我们可通过观察轮胎不同部位的磨损情况,判断出机器的有关机构是否存在故障.

摩擦磨损试验磨痕检测新方法的研究

介绍了一种基于图像处理技术的摩擦磨损试验磨痕测量新方法,即磨损量的数字图像测量法。该方法与传统的磨损量测量方法(如:称重法、测量直径法、表面形貌法、光干涉法等)相比较,能在一定程度上实现磨痕的在机检测和磨损量的快速计算,从而达到磨痕测量手段的非接触、快速及自动化。

在往复滑动条件下摩擦噪声发生时磨痕形貌的观察

为了进一步认识在有摩擦噪声期间磨痕形貌与噪声之间的关系, 采用两种常用的铁路车辆制动闸瓦材料进行摩擦噪声试验。试验中测取了不同循环次数时摩擦振动三维加速度、噪声声压等动态信号, 并提取了相应的磨痕形貌。通过对磨痕形貌的激光共焦扫描显微镜 (OLS)、SEM及光学显微镜观察, 研究了噪声出现区域的形貌变化。研究结果显示磨痕上有摩擦噪声区域的形貌与无摩擦噪声区域的形貌有一定差别。

水介质下打磨磨痕对钢轨疲劳损伤的影响

采用棕刚玉砂纸在钢轨试样表面处理得到不同角度打磨磨痕,利用MMS-2A轮轨摩擦磨损试验机研究了水介质下不同角度打磨磨痕对钢轨疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:水介质条件下打磨磨痕与运行方向夹角在0°～45°范围内时,钢轨表面粗糙度略高,高于夹角为70°、90°打磨磨痕区域表面粗糙度;相比没有打磨磨痕的光滑区域,0°～45°打磨磨痕将加速钢轨接触疲劳裂纹的扩展,20°磨痕区域的裂纹扩展尤为严重,出现了许多分支裂纹;而70°、90°的打磨磨痕一定程度上会减缓疲劳裂纹的生长,90°打磨磨痕区域基本只存在表层裂纹;打磨磨痕角度由0°向90°增大时,裂纹扩展深度先变大后变小,而裂纹扩展角度呈现出逐渐减小的趋势。

转向架钢弹簧表面磨痕深度对其寿命的影响研究

为了研究表面磨痕深度对转向架钢弹簧寿命的影响,针对2种典型的磨痕形式,采用仿真模拟的方法对不同磨痕深度的转向架钢弹簧进行分析,并采用试验测试的方法对仿真结果进行验证。建立不同磨痕深度的弹簧有限元模型,根据试验大纲施加载荷并进行计算,得到其理论剩余寿命;对不同深度的钢弹簧进行疲劳试验,得到其实际寿命,从而对仿真结果进行验证。研究结果表明:内簧和外簧磨损深度在0.2~0.5 mm时,钢弹簧的疲劳寿命基本无影响;内簧磨损深度大于4.0 mm,外簧磨损深度大于1.2 mm时,最小寿命位置会发生转移,转移后钢弹簧疲劳寿命大大减小。

水轮发电机励磁机整流子表面磨痕现场处理办法

文章对太平湾发电厂2号机整流子表面磨痕铣削和4号机整流子表面磨痕车削进行了总结,比较两种处理方法的优、缺点,分析了造成磨痕的原因及减轻磨损的措施。

减少GDX2包装机组“磨痕”烟包的数量

本文以GDX2包装机组"磨痕"烟包为突破口,分析了产生"磨痕"烟包的原因,并制订了对策来解决问题,从而减少了GDX2包装机组"磨痕"烟包的数量。

利用电刷镀方法修复电动机转子轴磨痕

本文介绍了用电刷镀方法修复电动机转子轴磨痕的优点,通过对存在问题,适用范围、工艺操作实例,帮助维修人员解决工作中的难题。