工程陶瓷-典型金属摩擦副的摩擦学性能及组合优化

以Si3N4,SiC,ZrO2分别与45钢,GCr15,锡青铜QSn4-3,锡基巴氏合金ZChSnSb8-4组成的摩擦副为研究对象,对微量润滑条件下的工程陶瓷-金属摩擦副进行了摩擦磨损正交实验。结果表明:陶瓷-金属摩擦副整体具有良好的摩擦学性能,摩擦因数为0.1~0.25,陶瓷和金属偶件的磨损率均较低,为10-7 mm3/(N·m)数量级。其中,Si3N4-巴氏合金的摩擦因数最低,SiC-巴氏合金的磨损率最小。Si3N4具有自润滑特性,摩擦表面能够形成氧化膜,使其与金属组合具有较佳的摩擦学性能。锡基巴氏合金作为对磨件,易与陶瓷形成金属化合物润滑膜,其摩擦性能优于其他三种金属,Si3N4-锡基巴氏合金组合摩擦学性能最为优异。

改善摩擦条件以实现省力成形

摩擦是金属成形中一个关键影响因素,它产生于存在相对运动的金属和模具接触面上。恶劣的摩擦条件将阻碍金属的流动,使成形载荷显著增加,成形能耗增加。因此,采用合适的途径来改善金属成形中的摩擦条件,对于降低成形力,促进金属流动,增加工件的成形质量和精度、提高模具的使用寿命等方面都具有明显的实际应用价值。目前,有限元数值模拟技术已经成为预测金属流动、成形载荷和模具受力的重要手段,因此,金属成形计算中的摩擦作为重要的边界条件获得了广泛的重视及深入的研究。在对不同摩擦试验方法研究的基础上,可知摩擦因子及因数随着材料新表面生成率、接触压强的增加而增大。对改善摩擦条件的金属表面处理方法、包套挤压、振动辅助成形等考虑摩擦的省力成形途径进行简要介绍。

轴承摩擦力矩对智能引信控制效率的影响

为了研究轴承摩擦力矩对修正弹智能引信控制效率的影响,作了如下分析:首先,通过对修正弹的受力分析,设计了相应的控制算法;其次,对所选择的弹体进行气动仿真;最后,通过建立适合修正弹的数学模型,对选择的不同轴承摩擦力矩进行控制效率分析。仿真结果表明,轴承摩擦力矩大于减旋力矩时对有效引信控制时间有影响,故在满足修正能力等基础上,尽量选择轴承摩擦力矩小的轴承。

金属带式无级变速器摩擦因数和传动效率的实验研究

用自主设计制造的金属带式无级变速器，对金属带传动的摩擦因数和传动效率进行了实验研究。试验在3种条件下进行。在各种实验条件下，保持输入转速和速比不变。可调变阻器逐级加载，测出无级变速器的输入、输出转矩和输入、输出转速，通过数据处理，得到金属带传动的滑差率、摩擦因数和传动效率与戢荷的关系，并进行了实验结果分析。为充分发挥金属带传动的传动能力，又获得较高的传动效率，设计时应使其实际传递转矩为最大可传递转矩的80％～90％;摩擦因数f=0．08、传动效率η=0．92可以作为设计依据。

Si_3N_4陶瓷-冷激铸铁在微量润滑条件下的摩擦学特性

利用MG-200型高速高温摩擦磨损试验机,采用块-盘式实验方法,对Si3N4陶瓷-冷激铸铁摩擦副从室温到150℃进行了微量润滑摩擦磨损实验,得到了该摩擦副的摩擦系数和Si3N4陶瓷的磨损率。同时根据试件的SEM照片和能谱成分分析了摩擦磨损机理,并与无润滑时所得实验结果进行了比较。结果表明:微量润滑条件下Si3N4陶瓷的磨损率和摩擦系数要比无润滑条件下小的多;Si3N4陶瓷的磨损率随载荷和温度的增大而增大,滑动速度的影响要小于载荷的影响;该摩擦副的摩擦系数随环境温度的提高而增大,随速度的增大而减小,载荷的变化对其影响不大;Si3N4陶瓷的磨损是化学磨损、机体物质脱落和磨粒磨损共同作用的结果,其中化学磨损是引起其他两类磨损的主要原因。

基于仿真技术的推力锥锻造工艺开发

以推力锥锻造成形工艺开发为目的,分析了推力锥产品锻造工艺的可行性,提出了2种锻造工艺方案,利用金属塑性成形仿真软件DEFORM-3D,对2种工艺的推力锥锻造成形过程进行了仿真.通过工艺优化,提出了精备料、准定位、快成形的推力锥锻造成形新工艺,即锯切下料、空气锤上镦粗及预锻、摩擦压力上机终锻的推力锥锻造工艺.通过生产试制及产品检测,获得了壁厚差在1.5 mm以内、摩擦面的平面度低于0.7 mm、无需后续机械加工的推力锥锻件.

微量润滑条件下Si_3N_4陶瓷-白口铸铁的摩擦学性能研究

采用块-盘式摩擦磨损试验方法,在M G-200摩擦磨损试验机上对S i3N4陶瓷-白口铸铁摩擦副进行了微量润滑条件下的摩擦磨损试验,同时根据试件的SM E照片和能谱成分分析了摩擦磨损机理,为陶瓷材料的制备及减少磨损提供理论依据.试验和分析结果表明:微量润滑条件下S i3N4陶瓷的磨损率和摩擦系数要比干摩擦条件下小得多;S i3N4陶瓷的磨损率随载荷的增大而增大,滑动速度对磨损率的影响要小于载荷对其的影响;S i3N4陶瓷-白口铸铁的摩擦系数随速度的增大而减小,载荷的变化对摩擦系数的影响不大;S i3N4陶瓷的磨损是化学磨损、机体物质脱落和磨粒磨损共同作用的结果,其中化学磨损起主导作用.

一种少金属树脂基摩擦材料的实验研究

随着汽车制动摩擦材料的更新换代,环保型摩擦材料越来越受人们的青睐。为了进一步减少金属纤维在摩擦材料中的使用,减少污染,通过正交优化实验,研究了氧化镧、改性树脂、陶瓷纤维和竹纤维含量及其交互作用对树脂基复合材料低温摩擦系数和高温磨损的影响,利用CHASE实验机测试验证了优化配方的热稳定性。研究结果表明,低温下,树脂含量、氧化镧与陶瓷纤维的交互作用对摩擦系数影响最大;高温下,氧化镧和树脂的含量对材料的磨损率影响最大;优化配方的抗热衰退与热恢复性能较好,高温下仍能保持较高的摩擦系数,且各个温度段下磨损率较低,其摩擦磨损性能超过普通半金属刹车片。

无磷免擦洗车液的配方设计

对汽车表面进行免擦拭清洁,整个洗车过程不用海绵、抹布直接接触汽车表面,在去除汽车表面的尘土、油渍等污垢的同时,对车漆和亮条起到了保护作用,符合高档车型的清洗要求,也提高了洗车效率。为了实现车辆的免擦清洁,通过正交实验和单因素试验确定了以m(无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠)∶m(喜赫PO嵌段FMEE)∶m(伯烷基磺酸钠)∶m(喜赫FMES)∶m(五水偏硅酸钠)∶m(乙二醇丁醚)∶m(6501)=3∶3∶2∶1∶0.6∶0.4∶0.4的比例复配无磷环保型免擦洗车液,并应用于洗车店实际洗车,除车头高速行驶导致的虫胶以及严重静电灰需要人工擦拭,其他污垢的清洁效果均符合要求。

液压轴承系统的功耗及温升研究

液压轴承系统设计中,在满足轴承工作刚度的前提下,应尽量减小系统的功耗和温升,本文对液压轴承系统的功耗及温升进行了分析和研究,对实际应用有较好的参考和指导作用。

基于摩擦功原理的高炉布料溜槽磨损分析

针对溜槽磨损影响无钟高炉生产的问题,建立了基于摩擦功原理的布料溜槽磨损数学模型,用于预测溜槽磨损形貌,指导溜槽的设计和使用。根据摩擦功原理,推导了溜槽磨损的计算公式,并通过炉料在溜槽内的运动分析,确定了磨损公式中的参数,试验验证了模型的准确性,并利用模型深入分析了溜槽结构参数和布料工艺参数对溜槽磨损的影响。结果表明,为减小溜槽磨损,在溜槽设计和使用过程中,应降低料流调节阀至溜槽的高度,设计溜槽内径略大于中心喉管直径,合理延长单次布料时间,并通过适度延长溜槽长度减小布料溜槽倾角。

二维燃油泵的设计与研究

提出一种新型的二维燃油泵,说明了其诸多优点。为研究其结构性流量脉动,利用仿真软件AMESIM建立了二维燃油泵的仿真模型进行理论研究,并进行了实验验证。通过齿轮泵与轴向柱塞泵的对比,说明了轴向柱塞泵在燃油系统应用中的优势。针对轴向柱塞泵中存在的一些不可避免的缺陷,提出了能避免这些缺陷的二维燃油泵。通过解释二维燃油泵的结构组成与工作原理,说明了二维燃油泵的优势,包括结构力平衡、工作效率高、无直接的滑动摩擦副和无结构性流量脉动等。为了解释无结构性流量脉动这一优点,进行了仿真分析与实验验证,验证了二维燃油泵具有无结构性流量脉动这一潜力。

地震作用下欠固结土桩基响应数值分析

为了研究地震作用下桩-土相互作用响应情况,采用FLAC3D数值计算软件,建立欠固结土-桩体模型,分析地震作用下,不同时间段桩侧摩阻力、桩体轴力和土体应力变形情况。结果表明:由于地震波的往复运动,引起土体水平和竖直方向的位移也发生往复变化,易导致不同位置土体发生不均匀沉降和水平剪切运动,设计时需考虑地震作用效应所导致地基与基础的不均匀沉降和水平剪切作用。但桩侧摩阻力和中性点受到地震的影响较小,因此,对这两方面进行设计时,可减少地震因素的考虑。