轮胎橡胶摩擦特性的试验研究

在自主研制的摩擦试验机上进行了轮胎橡胶摩擦特性试验,以揭示摩擦因数随压力和滑摩速度而变化的规律。尽管由于试验机的原因,测出的数据有较大的波动,但经过适当的处理后,在试验工况范围内,仍然得出合理而有规律性的结果。连同试验方法都有一定的参考价值,但仍有待进一步研究。

齿轮几何参数对传动效率影响的实验

基于对试验曲线和结果的分析,采用单参数齿轮台架试验的方法,揭示了齿轮各几何参数对其传动效率的影响规律.针对低速重载工况下选择高传动效率、高啮合质量齿轮副的情况,提出了几何参数的选择原则.结果表明,产品设计过程中齿轮几何参数是影响其产品的啮合功损和节能低耗效果的重要因素.

高速球轴承生热量的理论及试验研究

结合高速球轴承的拟动力学模型,分析轴承各零件在接触点处的切向摩擦力和相对滑动速度。利用局部分析法建立轴承生热量计算模型。研究转速、载荷和轴承几何结构参数对轴承各单元间的局部生热量和总生热量的影响。搭建轴承试验台,监测轴承生热量随工况的变化规律;将相同条件下的理论计算结果和试验结果进行对比,验证理论模型的正确性。结果表明:轴承在稳定运行时,转速和外加轴向载荷是造成轴承总生热量的主要因素;在球径一定的情况下,内、外圈沟曲率半径系数存在一个使轴承生热量最小的最优值;分析轴承生热量变化规律,有利于轴承的温度场计算、润滑油油量的选取等。研究结果为轴承结构的优化设计提供参考。

动车组齿轮箱润滑油的研制

齿轮箱是动车组列车的核心驱动部件,是保证列车安全运行的关键设备。动车组列车运行速度快,齿轮磨损严重,因而对动车组齿轮箱的设计和制造也提出了更高的要求。而作为不可或缺的润滑介质,对动车组齿轮箱润滑油的性能也提出了更加苛刻的要求。本着引进,消化,吸收的原则,对动车组齿轮箱润滑油进行了研制。通过对基础油,齿轮油复合剂及摩擦改进剂的考察,动车组齿轮箱润滑油由合成基础油(PAO10+三羟甲基丙烷酯),9.7%的RHY4209A齿轮油复合剂及0.6%的氨荒酸钼摩擦改进剂组成,其100℃运动黏度为9.285 mm^(2)/s,黏度指数147,倾点-51℃,低温布氏黏度(-40℃)为29863 mPa·s,诺亚克蒸发损失(250℃,1 h)4.8%,锥型滚动轴承剪切(5 kN,20 h,60℃)后100℃运动黏度9.135 mm^(2)/s,氧化试验(120℃,192 h)后100℃运动黏度变化率8.9%,酸值增加值1.00 mg/g,最大无卡咬负荷1304.3 N,烧结负荷3922.7 N,磨斑直径(392 N,75℃,1200 r/min,60 min)为0.39 mm,FZG齿轮试验达到了9级。研制的齿轮箱润滑油的性能与进口齿轮油的性能相当,并通过了250 km/h及350 km/h动车组齿轮箱全套台架试验。行车试验表明,研制的齿轮箱润滑油完全能够满足350 km/h动车组齿轮箱600 Mm行车里程的润滑要求。

汽油机油燃油经济性的模拟考察

为了考察汽油机油的燃油经济性,在不同试验条件下,用高频往复试验仪(HFRR)模拟发动机的工作状况测定汽油机油的摩擦因数。该模拟试验与发动机台架试验具有良好的一致性。摩擦因数越小,汽油机油的燃油经济性越好。模拟试验表明,添加0.5%有机钼摩擦改进剂的汽油机油的燃油经济性提高了0.4%。可根据该模拟试验筛选出燃油经济性较好的汽油机油配方。

基于ALE方法的高速轮轨黏着特性仿真及试验验证

根据全尺寸高速轮轨关系试验台,建立基于ALE方法的轮轨滚动接触三维有限元模型,仿真分析干燥条件下高速轮轨黏着特性曲线,并采用试验台的高速黏着试验结果对其进行验证。在此基础上,分析高速条件下从制动到牵引工况变化过程中的轮轨接触斑状态、摩擦力分布、Mises应力分布等的演变规律。结果表明:有限元模型可用于模拟干燥轮轨接触表面条件下的高速轮轨黏着特性;黏着轮从自由滚动状态(全黏着)到最大牵引力(全滑动)过程中,轮轨接触斑从靠近轮缘的一侧进入滑动状态并逐渐扩大到整个区域,而制动工况时则从远离轮缘的一侧进入滑动状态;摩擦力从黏着轮自由滚动时的自旋分布状态逐渐变化为趋于一致方向,纵向蠕滑力达到饱和;Mises最大应力点由黏着轮自由滚动时的接触表面以下2 mm处逐渐转移到接触表面,应力更加集中。

径向波箔气体轴承实验台设计

介绍了径向波箔气体轴承实验台的组成和搭建。采用两个相互正交的电涡流传感器测量转子的振动信号,通过FFT进行频谱分析并选频合成转子轴心轨迹;采用拉力传感器测量启动过程的摩擦力;采用热电偶测量润滑气体的温度场分布。结果表明,该实验台转轴最大径向位移小于5μm,可应用于径向波箔气体轴承的实验;电阻应变片式拉力传感器和铜-康铜热电偶均能满足测量要求。

MS程序ⅥB台架试验燃油经济性的预测

用SRV摩擦磨损试验机测定了在MS程序ⅥB台架试验中各个阶段及不同温度下润滑油的摩擦因数。用摩擦因数和高温高剪切黏度为自变量,用回归分析方法建立了2种预测MS程序ⅥB台架试验燃油经济性的数学模型。2种数学模型与MS程序ⅥB台架试验1阶段节油率的相关系数的平方分别为0.8819和0.9042。

制动器台试减速度评定及制动衬片摩擦系数允差的确定

本文分析了制动器台试减速度允差评定方法。为了有效制动和改善轿车制动稳定性,讨论了摩擦材料的摩擦系数与制动减速度和前后制动力分配比的关系。根据设计要求之制动减速度和制动力分配比,提供摩擦系数计算方法和顺序,用于合理确定台试时的摩擦系数允差。本文可供制动器设计和摩擦材料选用作参考。

汽车轮胎磨损试验台设计

汽车轮胎的动力学特性是影响汽车操纵性和平顺行驶的重要因素之一,而轮胎的异常磨损严重破坏轮胎的正常使用性能,因而研究轮胎的磨损对于改善汽车的性能具有重要意义。该试验台通过液压缸下压模拟车辆载重的变化,通过改变电涡流制动器的电流大小控制阻力矩的大小以模拟车辆在不同阻力下行驶的不同工作情况。以较为直观的方法对现有轮胎理论模型进行验证和补充。

齿轮齿条式汽车转向器润滑脂的研制

目前国内汽车转向器润滑脂多被进口润滑脂所占据,因此研制国产汽车转向器润滑脂具有实际意义。用12-羟基硬脂酸锂皂稠化调合基础油(高黏度指数的精制矿物油+聚α-烯烃,40℃运动黏度61.2 mm^2/s^74.8 mm^2/s),并添加2.5%的复合抗磨极压剂(1.0%含磷剂+0.5%钼化合物+1.0%锌盐),2.0%的胺抗氧剂,0.1%的噻二唑衍生物金属减活剂和1.0%的复合防锈剂(0.2%有机酯+0.8%氮杂环化合物)研制了齿轮齿条式汽车转向器润滑脂,其典型的理化数据为工作锥入度(25℃)为320单位,不工作微锥入度(-40℃)为48单位,滴点193℃,钢网分油(100℃,24 h)为5.0%,相似黏度(-40℃,10 s^-1)为1257 Pa·s,蒸发损失(99℃,22 h)为0.20%,氧化压力降(99℃,100 h)为15.0 kPa,最大无卡咬负荷为1019 N,达到了设定的技术指标。模拟试验和台架试验表明,研制的齿轮齿条式汽车转向器润滑脂具有良好的摩擦磨损性能和使用性能,与进口齿轮齿条式汽车转向器润滑脂的摩擦磨损性能和使用性能相当或略优,可在-40℃~150℃温度范围内使用,能够满足齿轮齿条式汽车转向器的润滑要求。

往复密封工况下聚四氟乙烯材料性能

为找出往复密封失效原因,提高往复密封件使用寿命,采用动态热机械分析仪、高低温摩擦磨损试验机等研究了密封材料聚四氟乙烯(PTFE)在不同温度和压力下的物理力学、摩擦磨损和耐油等性能,并采用模拟台架测试了密封件的泄漏量、抗挤出性、磨损和压缩变形等性能。结果表明,随着温度提高,PTFE材料的硬度下降,压缩变形量增加,储能模量下降,虽然对密封效果有利,但密封材料容易被挤出;PTFE材料在油润滑条件下摩擦系数和磨损率很小,随着温度提高,摩擦系数和磨损率有增大趋势,但影响不大;台架测试显示高压下往复密封的主要失效原因为密封件被挤出,可以通过降低密封间隙、增加挡圈或提高材料硬度来提高密封件的抗挤出性。

风车不平衡模拟带弹性机匣碰摩实验台的动力学特性

针对典型的民用大涵道比涡扇发动机风车不平衡振动问题,搭建了转子-轴承-弹性机匣系统风车不平衡模拟碰摩实验台,并应用Samcef/Rotor有限元软件建立了转子实验台的简化有限元模型,通过实验测试得到的临界转速验证了模型的有效性。在碰摩实验前,首先仿真分析了风车不平衡状态下不同的摩擦系数和碰摩刚度对转静碰摩系统的动力学响应的影响,为碰摩实验结果进行预估判断。分析结果表明:在低转速大不平衡量的风车不平衡模拟情况下,摩擦系数的变化会激发n X/2(n=1,5)的分频及2X、4X倍频的转频分量;碰摩刚度的变化会激发n X/2(1,5,7)的分频及2X、4X倍频的转频分量。

第三介质对轮轨最大静摩擦因数影响的试验

轮轨摩擦因数的变化影响列车运行时的轮轨黏着特性,轮轨间的最大静摩擦因数可以界定轮轨接触区的黏着状态,轮轨黏着对于机车实现牵引制动具有重要意义。针对水、油、砂等'第三介质'对轮轨最大静摩擦因数的影响,搭建轮轨接触试验台进行轮轨接触试验与轮轨摩擦接触试验。对试验结果对比分析表明轮轨接触试验的轮轨接触斑与有限元仿真的接触斑形状及面积相同。与干燥清洁状态下的轮轨最大静摩擦因数相比,当轮轨间单独存在水或油介质时会降低该系数值,且单独存在油介质时该系数值最小;当轮轨间同时存在水、砂介质时,该系数值增大;当油、砂同时存在时,最大静摩擦因数略大于油介质工况,但依旧小于干燥工况下的系数值。撒砂可以增加轮轨最大静摩擦因数,河砂具有更好的增黏效果但会对轮轨表面造成更严重擦伤,建议使用石英砂作为轮轨增黏介质。