精密下料中圆形锤头-棒料摩擦副的摩擦学性能分析

针对精密下料中存在的圆形锤头-棒料摩擦副磨损严重问题,借助WTM-2E型可控气氛摩擦磨损试验仪,研究了不同转速和不同质量分数纳米MoS_2添加剂下的GCr15钢块-45钢柱摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明:随着上摩擦副(45钢柱)的转速增加,磨损行程变长,摩擦因数和磨损量呈减小趋势,磨损表面形态由黏着磨损转变为磨粒磨损。采用声发射技术对摩擦副表面磨损状态进行实时监测,定量确定出质量分数为0.5%的纳米MoS_2添加剂的减摩抗磨效果最佳。

载荷和纳米MoS2添加剂含量对圆形锤头-棒料的摩擦磨损特性及其机理分析

针对精密下料中圆形锤头与棒料之间弧状接触面剧烈的摩擦磨损问题,借助WTM-2E型可控气氛摩擦磨损试验仪,利用GCr15钢块-45钢柱摩擦副在纳米MoS2添加剂质量分数为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.7%等七种润滑工况下,重点对不同载荷下摩擦磨损试验进行分析;采用扫描电子显微镜观察了GCr15钢块磨损表面形貌,采用能量色散谱仪(EDS)分析了GCr15钢块磨损表面成分,并探讨了其润滑抗磨及自修复机理.结果表明:随着载荷增加,摩擦接触应力变大,摩擦系数和磨损量呈上升趋势,磨损表面形态由轻微磨粒磨损转变为黏着磨损.同时加入的MoS2添加剂的质量分数并非越高越好,摩擦系数和磨损量随MoS2添加剂质量分数的升高呈现先减小后增大趋势,且MoS2添加剂质量分数在0.1%~0.3%范围内时减摩抗磨效果较好.通过对比不同润滑条件下摩擦副因摩擦磨损而产生的噪声、振动速度和温升,进一步定量确定出纳米MoS2添加剂质量分数为0.1%时,可以最大程度地降低摩擦副的损耗.

内圆弧槽机械密封摩擦副流固耦合分析

针对机械密封在高参数复杂工况下易磨损、易泄露等缺点,选取内圆弧槽机械密封动静环为研究对象,利用耦合梯度迭代的方法对密封副的压力场和热力场分别进行仿真计算。结果表明:转速越高,机械密封端面流场的动压效应越明显;内圆弧槽区流入流体的一端的温度明显低于槽区排出流体的一端,而且流入流体一端是整个槽区温度最低的集中区域;圆弧槽密封副动环端面热应变和热应力变化明显,而且接触面是整个密封副耦合效应最明显的区域。研究结果为以后研制新型槽型奠定基础。

圆弧齿轮泵端面油膜流固耦合数值分析研究

基于流固耦合以及流固热耦合方法,考虑摩擦副压力、温度和固体之间相互耦合的作用,建立了一种在高速高压下的圆弧齿轮泵端面摩擦副磨损摩擦模型。通过AMESim以及FLUENT求解出圆弧齿轮泵压力场以及温度场,作为磨损模型分析的边界条件,通过有限元法求解圆弧齿轮和浮动轴套流固特性以及流固热特性,对摩擦副磨损进行分析,结果表明:对比压力8 MPa、转速1200 r/min下双向流固耦合以及双向流固热耦合,流固耦合条件下端面摩擦副最大油膜厚度为26μm,考虑热条件下端面摩擦副流固耦合油膜厚度将比原来扩增到108.3%,且磨损量主要在齿轮泵端面高压区和过渡区,泄漏流量增量达到0.06 kg/s,该模型的建立分析对于新型圆弧齿轮泵的端面摩擦副的设计具有一定的指导意义。