典型轴瓦的组织和性能分析

采用SEM,EPMA,EBSD等设备分析了某典型柴油内燃机主轴用进口轴瓦的显微组织及性能。结果表明:主轴上瓦由钢背、Al-Zn合金层、镍栅、Pb-Sn-Cu合金组成,主轴下瓦和连杆瓦由钢背、Cu-Pb-Sn合金层、镍栅、溅射AlSn20Cu层组成;采用纳米压痕仪测得主轴上、下瓦、连杆瓦镀层硬度分别为0.212,1.223,1.313 GPa;主轴上瓦合金层组织为颗粒状Pb,Si分布于等轴状Al晶粒中,主轴下瓦、连杆瓦合金层组织为树枝状Pb相分布于柱状Cu晶粒中;主轴上、下瓦和连杆瓦的钢背均为低碳钢,组织由铁素体和珠光体组成,但组织形貌不同,均存在D类氧化夹杂物。

某型船用柴油机淡水泵机械密封失效分析及改进

以某型船用柴油机淡水泵为研究对象,进行船用淡水泵机械密封漏水故障分析。分析表明,该型船用柴油机淡水泵与柴油机工作环境不匹配是导致淡水泵机械密封失效漏水的主要原因。基于此,设计58U型机械密封,经实船试验验证,该型机械密封满足使用要求,达到预期效果。提出多项改进措施,以应对类似柴油机淡水泵密封失效故障。

退火对AlSn20Cu-钢轴瓦复合板材组织与性能影响

采用电子扫描显微镜电镜、金相显微镜、显微硬度和弯曲等方法,研究了热处理工艺对冷轧AlSn20Cu-钢复合板材微观组织和力学性能的影响。结果表明:经退火处理后,铝合金中锡相由带状逐渐球化、聚集成网状,而钢侧微观组织无明显变化。铝合金硬度从轧制态的55 HV降低到退火态的33 HV,而钢层显微硬度无明显变化。复合板经过弯曲后,钢/铝界面无明显开裂和缺陷。

低速柴油机启动工况下主轴承瞬态润滑分析

基于油膜厚度方程、平均雷诺方程、能量方程和动力学方程,综合考虑启动时变工况、热效应、热弹性变形和粗糙度等因素,建立主轴承瞬态混合热弹流润滑分析模型.基于上述模型探究进油温度、半径间隙和启动时长对主轴承润滑特性参数(包括微凸体接触力、油膜厚度、油膜压力和温升分布)的影响规律,结果表明:针对所研究的低速柴油机主轴承,在启动工况下,适当降低进油温度可以减小微凸体接触力,缩短混合润滑时间;半径间隙在启动过程前期对润滑特性参数的影响几乎可以忽略,而在启动过程后期随着转速增加,其影响开始显现;缩短启动时长可一定程度上减小启动过程中的温升和微凸体接触力.

AlZn4SiPb-钢双金属轴瓦材料组织与力学性能研究

采用扫描电子显微镜电镜、金相显微镜、显微硬度和弯曲等方法研究国内外AlZn4SiPb-钢轴瓦复合材料微观组织和力学性能。结果表明,国内外AlZn4SiPb-钢板材钢/铝界面均结合较好。国内板材铝合金层含有部分Sb元素,其与Al、Mg和Pb元素反应形成共晶体,呈大颗粒链状分布于铝合金中,而国外板材Pb元素细小且均匀地分散在铝合金中。国内复合板材钢层硬度较国外板材高10-20 HV,铝合金层硬度较国外低20 HV左右。国内板材钢/铝界面结合强度要比国外的低。

柴油机轴瓦巴氏合金浇注工艺优化及试验验证

针对目前采用传统巴氏合金浇注技术所浇注的大功率低速船用柴油机轴瓦性能难以达到工作性能要求,通过对巴氏合金的浇注技术进行优化研究,建立了轴瓦浇注工艺的优化模型,应用神经网络和遗传算法对优化模型进行了求解,获得了最优的浇注工艺参数,对采用新工艺浇注的轴瓦进行试验验证。结果表明,优化后的浇注工艺明显改善了轴瓦性能。

大功率船用柴油机凸轮渗碳淬火的工艺优化

通过对大功率船用柴油机凸轮热处理工艺的研究,对凸轮渗碳淬火工艺进行优化,渗碳后采用二次淬火工艺,碱浴作淬火介质,研究新工艺对凸轮力学性能和显微组织的影响。结果表明,渗碳淬火后凸轮的综合力学性能得到明显提高,心部抗拉强度和冲击值分别大于931MPa和88.2J/cm2,变形量明显减小,金相组织较原工艺更加均匀合理,具有重要的理论及工程应用价值。

活塞式空气压缩机性能测试系统设计

结合测试技术、交流变频技术、多传感器同步数据采集技术,设计了基于VC++6.0软件平台的活塞式空气压缩机性能计算机测控系统。阐述了该系统软、硬件设计原理和功能。该系统可对包括进气流量、冷却水流量、压力、温度和环境条件在内的26路空压机试验参数进行实时检测与分析,可实现变频、软启、直接驱动的交流电机控制和直流幅压直流电机控制,具备故障报警与记录、数据保存与打印、历史曲线绘制等功能。实际应用表明,系统采集、控制周期常规为30 ms,最快可达6ms,具有自动化程度高,可进行的试验项目多,性能参数测量精度高等特点。

计入曲轴及机体变形的主轴承动力学摩擦学耦合分析

为保证船用柴油机在低速重载工况下安全运行,曲轴及机体形变对主轴承润滑性能的影响不可忽略。以低速二冲程柴油机曲轴为研究对象,考虑曲轴及机体形变对主轴承润滑的影响,建立了曲轴-轴承系统动力学摩擦学耦合模型,采用编程计算对主轴承进行了动力学摩擦学耦合分析。结果表明:与考虑轴瓦弹性变形计算相比,考虑机体变形后,在一个工作循环内最小油膜厚度略有增加,最大油膜压力略有减小,端泄流量变化不明显;与仅考虑机体变形相比,考虑曲轴及机体变形后,最小油膜厚度明显减小,最大油膜压力明显增大,端泄流量变化不明显。

大功率柴油机推力滑块浇注工艺优化

在推力滑块生产中,通过对白合金与铸铁的结合机理分析、合金浇注工艺优化、金相组织变化、合金与铸铁结合强度的影响因素等关键技术进行研究,对铸铁表面进行一定的特殊处理,改进浇注工艺,使合金与铸铁的结合强度达到专利公司的要求。同时通过实验检测合金层的硬度、金相组织、合金层表面规则性等,各项性能均达到柴油机质量规范验收标准。

微量元素Cd对锡基轴承合金SnSb11Cu6组织与力学性能的影响

为了改善锡基轴承合金的承载能力,采用X射线衍射分析、光学显微分析、硬度分析和材料拉伸和压缩试验等分析技术研究微量元素Cd对锡基轴承合金Sn Sb11Cu6的微观组织和力学性能的影响。结果表明:Cd加入合金后,并未改变合金的物相组成。合金中硬质相Sn Sb尺寸减小,数目增多,说明Cd能起到细化Sn Sb相的作用,增强合金的硬度、强度和塑性;同时,Cd溶于Sn形成固溶体能提高合金的硬度和强度,但降低合金的塑性。Cd加入到合金Sn Sb11Cu6中,起到细晶强化和固溶强化的作用。当Cd的含量在0.5%(质量分数)左右时,合金的硬度、强度和塑性同时增加,考虑合金的综合性能,推荐优选的Cd含量为0.5%~1.0%。

PVD轴瓦溅射工艺研究

研究目的是为进口柴油机的国产化提供磁控溅射的PVD轴瓦。PVD(Physical Vapor Deposition物理气相沉积)轴瓦属于第四代轴瓦,其特点是用磁控溅射的方法在轴瓦基材的内表面上生成镍栅层(阻挡层)和具有优异性能的铝合金减摩层(跑合层、滑动层),这是研制PVD轴瓦的重点和难点。通过反复试验,得出了影响溅射膜层附着强度、沉积速度、维氏硬度、减摩层断面微观形貌等性能的有关参数的优化值并确定了工艺流程。铝合金减摩层的组分含量、附着强度、维氏硬度等性能达到或优于图纸要求。铝合金减摩层断面微观形貌及软锡(Sn)相颗粒直径和分布状态等性能达到外同类产品或文献报道的水平。

热处理工艺对镍基合金排气阀组织和力学性能的影响

研究了固溶+时效工艺对NiCr20TiAl镍基高温合金排气阀组织和力学性能的影响。结果表明:当固溶温度从1000℃逐渐增加至1040℃、时效温度在760~820℃时,NiCr20TiAl排气阀在室温下的强度和硬度随着热处理温度的升高而增加;当固溶温度高于1040℃、时效温度超过820℃时,排气阀在室温下的强度和冲击吸收功明显下降,硬度变化不明显;当固溶温度在1000~1080℃时,排气阀在750℃高温下的强度随着固溶温度的升高而逐渐增加。

形变强化工艺对Nimonic 80A镍基合金排气阀硬化层质量的影响

研究了Nimonic 80A镍基合金排气阀盘部锥面温滚压强化工艺中滚压温度及形变量对硬化层质量的影响。结果表明:相同条件下,当滚压温度从655℃逐渐升高至715℃,硬度高于450 HV5的硬化层深度逐渐增加;当滚压温度超过715℃,硬度高于450 HV5的硬化层深度逐渐减少;当滚压温度为715℃,距滚压表面2.7 mm处的硬度值最高。

基于CFD的螺旋钻采煤机承压输送数学模型构建及仿真分析

借助CFD软件对螺旋钻采煤机在工作状态下的承压输送过程构建数学模型,结合煤颗粒运动的受力分析,对承压输送机压差以及各项参数对输送机输送效率的影响规律进行分析和研究,为提高综采作业输送效率提供参考和决策依据。

轴瓦电镀锡线的设计

介绍了轴瓦电镀锡主要工序(包括除油、酸洗、活化、电镀锡、回收、中和、水洗等)的溶液组成和注意事项,设计了相应的自动生产线。全线采用PLC(可编程逻辑控制器)控制,自动化程度较高,生产效率得到提高。

AlSn40-钢双金属板材轴瓦起泡原因分析及质量检验方法

AlSn40-钢双金属板材轴瓦合金在熔炼过程中易吸气,以及铸造缺陷形成偏析、裂纹等,导致轴瓦放置一段时间或使用过程中,合金析气聚集形成气泡,影响使用性能,严重情况下出现早期失效。本文通过分析气泡的发生现象,通过金相分析法,对起泡部位截面进行了分析,初步了解气泡部位的微观组织状态。进行了镗削、烘烤等试验,提出了AlSn40-钢双金属板材轴瓦起泡的质量检验方法,实现了对轴瓦质量的有效控制。

某柴油机试验台连杆断裂失效分析及改进

某柴油机轴瓦实验台连杆发生断裂,通过断口形貌分析及化学成分、力学性能、夹杂物等材料检测分析判断其为疲劳断裂。通过受力分析确定危险截面,并通过有限元方法研究连杆的应力分布。结果表明连杆小头在平行于接合面且靠近内壁处开设的螺纹孔引发的应力集中是造成本次连杆断裂的根本原因。据此对连杆结构进行了改进,实施了取消螺纹孔等改进方案,耐久试验结果表明改进效果良好。

某型排气阀阀座失效机理研究

针对某排气阀阀座外圆水槽断裂失效的问题,采用主机试验、数值模拟、金相检测以及材料化学分析的方法研究排气阀阀座断裂失效机理。结果表明:该型排气阀阀座结构设计合理,过盈量的设计参数值对结构强度的影响较小;失效阀座中的化学成分及硬度满足技术要求。阀座材料碳含量较高,经热处理以及液氮冷却安装后脆性增加是造成开裂的主要原因。减少材料中的碳含量,能有效解决排气阀断裂失效的问题。

巴氏合金轴套冷装工艺

基于某柴油机巴氏合金轴套对冷装工艺适应性的要求,对其进行液氮冷却试验、低温箱冷却试验,检测结合强度、硬度、金相组织等性能变化情况。试验表明:巴氏合金轴套不适宜采用液氮冷装工艺,会造成巴氏合金与钢背脱离,造成失效;巴氏合金轴套可采用低温箱冷装工艺,适宜的冷装温度为-70~-80℃。