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关键词： 泵   机械密封   表面织构   石墨环   磨损试验   磨损质量   ANSYS   Archard磨损理论  

摘要： 为了减轻泵用机械密封端面在启停阶段和严重振动工况下的干摩擦磨损,对泵用机械密封织构端面进行了干摩擦磨损仿真及试验研究。首先,采用ANSYS软件建立了具有表面织构的动静环密封端面的瞬态有限元模型,基于Archard磨损理论,分析了不同织构分布间隔角度、边长和旋转角度下静环(石墨环)的磨损规律,得到了石墨环的磨损体积分布;然后,采用摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对不同织构参数的密封环进行了磨损试验,得到了密封环磨损前后的表面形貌和石墨环的磨损质量;最后,对比分析了仿真和试验结果,讨论了不同织构参数对石墨环磨损质量的影响以及织构的减磨机理。研究结果表明:织构凹槽可以在容纳磨粒磨屑的同时生成石墨转移膜进而减轻磨损;减轻密封环端面磨损要求织构面积合适,足够容纳磨粒磨屑,同时不过分增大表面粗糙度;织构分布间隔角度每增大5°且边长每减小0.1 mm,石墨环的磨损质量平均减少约7.83%和7.35%。织构旋转角度每增大15°,石墨环的磨损质量平均增大约4.25%。所得研究结果可为泵用机械密封的表面织构设计提供较好的理论支撑,并提升泵用机械密封的耐磨性能。

关键词： 气固两相流   计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)   U形管   冲蚀磨损   颗粒形状   粗粒化模型  

摘要： 采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。

关键词： 滑动电接触部件   载流摩擦磨损   导电性   耐磨性   表面失效机理   表面修复技术  

摘要： 滑动电接触部件在电能传递与转换过程中起着举足轻重的作用,其失效和损伤行为带来的安全因素和经济影响重大,因此对其失效机理和修复技术的研究成为当今热点之一.已有众多学者通过试验和计算机模拟仿真等手段研究了电接触部件的表面损伤机制和寿命预测,至今为止,已研究出载流摩擦部件的表面修复技术多达15种以上,修复材料更是有上百种.本文中首先介绍了电接触的基本概念,从有无电流载入2个角度概述了滑动摩擦部件表面失效形式,并从试验研究及仿真模拟研究2个方面对表面损伤机制的研究方法进行了归纳;最后综述了滑动电接触失效部件的表面修复技术和修复材料体系的研究进展,总结了目前滑动电接触部件研究领域存在的问题,提出了利用试验与仿真模拟相结合探究涂层导电耐磨自润滑机理并优化涂层质量的研究思路.

关键词： FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)复合涂层   超音速火焰喷涂   煤油油量   显微组织   高温磨损   氧化层  

摘要： 目的提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果粉末物相主要由Ti_(3)SiC_(2)、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti_(3)SiC_(2)物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti_(3)SiC_(2)物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44×10^(-15)m^(3)/(N·m)。结论煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO_(2)、TiO_(2)和Fe_(2)O_(3)等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。

关键词： 食品   包装机械   控制系统   设计  

摘要： 针对食品包装机械实际应用中存在的智能化程度低、包装效率不高等问题,引入模糊比例积分微分控制,设计了自动化食品包装机械控制系统。介绍了这一控制系统硬件和软件的设计,给出了人机界面,并分析了故障与排除措施。

关键词： 表面工程   31CrMoV9   离子渗氮   微动磨损   损伤机制  

摘要： 针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行分析,扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪对试样磨损区进行形貌表征,能谱仪(EDS)和电子探针显微分析仪(EPMA)进行化学元素分析.结果表明:离子渗氮处理后在基体表面形成了化合物层和扩散层,显著提高了表面硬度.在法向载荷F_(n)=20 N时,随着微动位移幅值的增大,31CrMoV9基体及其渗氮层的微动运行区均由部分滑移区逐渐向混合、完全滑移区转变,磨损体积增大,磨损更加严重,稳定阶段的摩擦系数逐渐增大.在部分滑移区和完全滑移区,渗氮层较基体在稳定阶段的摩擦系数更小,而在混合区基体的摩擦系数更小在混合区和完全滑移区时,基体及渗氮层的损伤机制均为剥层、磨粒磨损和氧化磨损.离子渗氮生成的化合物层能提高材料的抗微动磨损性能,在D=10和50μm时,磨损率分别降低了约38.5%和70.2%.研究结果可为轨道交通等领域结构件的选材和抗微动磨损设计提供参考.

关键词： 轴承磨损   润滑性能   理论基础   优化策略   工程应用  

摘要： 在机械工程中,轴承的磨损及润滑状况直接关系到轴承的工作效率与寿命。为此,文章从轴承磨损理论及影响因素入手,研究轴承磨损机理、主要影响因素及影响因素。在此基础上,开展轴承润滑特性的理论研究,探索润滑剂和润滑状态对轴承性能的影响规律,揭示轴承润滑理论的发展和前沿,优化润滑策略以提高轴承的使用寿命。在此基础上,开展轴承磨损和润滑性能试验研究,验证优化策略的有效性。在此基础上,结合摩擦磨损机理及润滑特性理论,对轴承优化设计及应用进行了探讨。并以工程实例说明了轴承优化策略在工程实践中的应用。

关键词： 物联网   智能农业机械   系统设计  

摘要： 物联网技术与智能化技术在农业生产中使用广泛,将农业机械系统中各个环节进行联网,简化农业机械系统的设计流程,并提高可操作性与生产效率。该文主要叙述了物联网技术的基本原理、结构与应用现状,并基于物联网技术构建了智能农业机械系统,进而探讨了物联网技术与农业机械发展及其未来研究方向。

关键词： 超声波滚压   钛合金   表面质量   摩擦因数   磨损量  

摘要： 采用超声波滚压工艺对TC11钛合金表面进行光整强化加工,利用OM、白光干涉仪、SEM、EDS和XRD研究了超声波滚压工艺参数对钛合金表层的微观结构和表面粗糙度的影响规律;采用显微硬度计、多功能摩擦磨损试验机研究了滚压表面的硬度和摩擦磨损性能。研究结果表明,钛合金表面粗糙度随着滚压功率、滚压次数、静压力、压下量、主轴转速和进给量的增加呈先降后增的趋势,分别在滚压功率660 W、滚压次数5次、静压力0.20 MPa、压下量0.15 mm、主轴转速200 r·min^(-1)、进给量0.10 mm·r^(-1)时达到最低值。随着功率的提高,钛合金表面硬度增大,摩擦因数和磨损量降低;随滚压次数、静压力、压下量、主轴转速和进给量的增加,表面硬度呈先升后降的趋势,摩擦因数和磨损量呈先降后升的趋势,在滚压功率990 W、滚压次数5次、静压力0.20 MPa、压下量0.15 mm、主轴转速200 r·min^(-1)、进给量0.10 mm·r^(-1)时,硬度达到最高值,摩擦因数和磨损量达到最低值。对工艺参数进行响应曲面优化,获得优化工艺参数为滚压功率990 W、滚压次数5次、静压力0.20 MPa、压下量0.15 mm、主轴转速198 r·min^(-1)、进给量0.10 mm·r^(-1)。与滚压前的钛合金表面相比,表面硬度从338 HV增至461 HV,提高了36.4%;表面粗糙度从1.88μm降至0.19μm,下降了89.9%;磨损量从0.60 mg降为0.10 mg,降低了83.3%。

关键词： DEM   叶片数量   转速   磨损  

摘要： 为探究旋转给料器工作时,颗粒在给料器内流动对给料器的磨损特性,使用SoildWorks软件构建旋转给料器叶片结构,借助EDEM软件对仿真模型进行离散建模分析,分别研究旋转给料器不同转速、不同叶片数下给料器叶片磨损情况,得出给料器叶片数相同,叶片转速为230 r/min、267 r/min与305 r/min时,随着叶片转速的增加,磨损量反而减小。当转速都为230 r/min,叶片数量为4、6和8时,6叶片的情况下给料器叶片的磨损程度最小。综合得出的结果,给料器可以设计成叶片数量为6、额定转速为305 r/min,这样对叶片的磨损程度不大,可以提高给料器的使用寿命。