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关键词： 减压阀   球头磨损   机理分析   故障  

摘要： 针对某型减压阀主弹簧座球头磨损的问题,利用仿真和试验相结合的方法,分析了减压阀球头磨损的故障机理,计算了不锈钢2Cr13不同硬度组合下球头的应力与应变,结果表明现有结构存在应力超高的问题。同时对金属材料配对副磨损进行研究,从减小接触应力和避免黏附磨损的改进思路出发,提出了改进措施,通过磨损对比试验验证,确定了减压阀的最终改进方案。经过减压阀多个批次试验考核,球头磨损的问题得到彻底解决,验证了改进措施的有效性。研究结果表明,在接触应力未超出材料屈服强度的前提下,磨损与材料的晶体结构密切相关,常用金属材料钛合金作为摩擦副材料具有一定的优势,为高应力摩擦副材料的选用提供参考。

关键词： 激光技术   材料   选择性激光相变   表面织构   摩擦性能  

摘要： 为了解决40Cr钢零部件表面磨损问题,结合表面织构理论,采用激光相变硬化工艺制备分布规则的不同形状(圆形、条状)软硬耦合表面。通过扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和超景深显微镜分别分析相变区微观组织、物相,评估表面抗磨损性能、磨损表面形貌。结果表明,圆形相变区截面硬度高于条状,平均介于(720±3)HV_(0.1),且淬硬层较深;相变后生成马氏体、Cr_(7)C_(3)、Fe_(7)C_(3);对比40Cr钢未处理表面与软硬耦合表面摩擦系数,软硬耦合表面摩擦系数均低于0.5且波动小,具备好的摩擦稳定性;磨损表面损伤小,源于磨损过程硬质相能够阻碍磨屑运动、减少表面损伤,软相区可以缓存能量和碎屑,软相区以梨削、粘着损伤为主,硬相区以小点蚀坑为主,900W圆形软硬耦合表面减磨耐磨效果最好;塑韧好、表面规律分布、一定比例(50%)硬质相能够有效提升和改善材料工作表面抗磨损性能,改善对磨副接触表面,进而能够稳定摩擦系数。该研究可为改善40Cr零部件表面磨损提供参考。

关键词： 橡胶   碳纳米管   磨损颗粒物   粒径   磨损形貌  

摘要： 碳纳米管复合橡胶轮胎是一种应用前景非常广阔的新型高性能轮胎,然而碳纳米管复合橡胶轮胎磨损颗粒物(TWPs)安全性隐患为这类轮胎的广泛应用带来了极大的不确定性.采用自行设计的摩擦磨损试验机,研究了碳管含量、负载、滚动速度和滑移率对碳纳米管复合橡胶磨损颗粒物性态的影响,分析了这些因素与磨损颗粒物性态及橡胶磨损机理的关系.结果表明:碳纳米管能够显著增强橡胶耐磨性能并降低胎面温度,增加碳纳米管含量可以有效抑制磨损颗粒物特别是微小颗粒物(≤3μm)数量.碳纳米管可以使复合橡胶硬度增加,使微小磨损颗粒物的增长速率高于未添加CNTs的橡胶.力-化学效应导致的胎面热氧化发黏现象会使磨屑更易团聚粘附在胎面,从而减少微小磨损颗粒物排放.负载变化主要影响胎面磨损形态,速度和滑移率变化主要影响胎面附着的颗粒物数量和状态.研究结果可以为防控碳纳米管复合橡胶因磨损而导致的次生危害提供科学参考.

关键词： 六方氮化硼   二硫化钨   镍磷合金   化学镀   热处理   磨损率  

摘要： 目的通过化学镀共沉积技术在Ni-P-WS_(2)镀层中引入六方氮化硼(h-BN)纳米粉末,以进一步提升其硬度和耐磨性,改善其摩擦学性能。方法将六方氮化硼(h-BN)纳米粉末与二硫化钨(WS_(2))纳米粉末共沉积制备Ni-P-WS_(2)-BN复合镀层,并对其进行400℃×1 h的惰性气氛热处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等对镀层的化学成分、组织结构及摩擦学性能进行表征,考察h-BN用量及热处理对复合镀层的影响。结果随着镀液中h-BN用量的增加,镀层中h-BN含量持续上升,镀层的表面粗糙程度先升高、后降低,胞块结构有致密化倾向,硬度由321HV_(0.1)上升至522HV_(0.1),磨损率从1.82×10^(-13)m^(3)/(N·m)降至0.95×10^(-13)m^(3)/(N·m),平均摩擦因数介于1.61~2.00,且呈先降后升的趋势(h-BN用量为3.0 g/L时达到最小值)。经热处理后,镀层硬度可达457~822HV_(0.1),磨损率从1.24×10^(-13)m^(3)/(N·m)降至0.31×10^(-13)m^(3)/(N·m),平均摩擦因数降至0.93~1.29。复合镀层的磨损以磨粒磨损机制为主。结论h-BN粉末的共沉积和400℃退火处理可显著提高复合镀层的硬度和耐磨性,大幅度降低摩擦因数和磨损率,改善复合镀层的综合性能。

关键词： 混动变速器   挡位离合器   微动磨损   问题分析   耐久试验  

摘要： 某混动变速器挡位离合器在耐久试验过程中出现摩擦片与内毂连接花键微动磨损失效问题。基于微动磨损理论,找出影响磨损量的关键因素。结合有限元分析(FEA),复现失效问题,得出轴系弯曲变形、外毂轴向变形、花键齿面接触应力为失效的主要原因。综合考虑空间限制因素后,从降低齿面接触应力着手,通过增加花键齿数、摩擦片与钢片连接关系互换等,有效降低理论接触应力达到85%,并通过有限元仿真进一步确认实际内毂接触应力降低75%以上。最终改进方案通过离合器耐久试验认证。研究结果为变速器内出现的微动磨损问题解决提供了一定的指导。

关键词： 磨损量检测   TBM   滚刀   静磁力   压力传感器  

摘要： 全断面隧道硬岩掘进机(TBM)的滚刀磨损使掘进能力显著下降。针对现有磨损量检测法的缺陷,提出基于静磁效应的检测法,极大放宽了防护壳的材料限制,并且具有线性度高的优势。首先提出了检测方法的原理图,并通过有限元方法研究了检测方法的可行性。其次,搭建了实验测试装置及信号处理电路,测试结果验证了静磁力与磨损量间的线性变化特点,静磁力变化率始终保持在-592 mN/mm左右,远高于25 mN的压力传感器精度,因此保证了较高的精确度。

关键词： 动压槽   环瓣浮环   密封特性   开启力   摩擦磨损  

摘要： 普通接触式环瓣浮环密封高速下不开启易造成磨损失效,动压式环瓣浮环一定转速下径向开启并保持无摩擦无磨损稳定运行,具有较好的应用前景。建立动压式环瓣浮环密封固体域及流场数值计算模型,计算开启阻力、开启力、泄漏率及温升,分析动压槽结构参数对密封开启的影响,讨论密封性能随槽型参数的变化趋势。基于数值分析优化参数,试验验证开槽前后密封的泄漏率及温升,讨论不同开启情况下密封的磨损特性。结果表明:优化的动压槽能明显改变主密封间隙中的压力分布,提高流体动压力,实现开启,使密封高速下稳定无摩擦运转并保持较低的泄漏率,大幅度降低摩擦温升,改善密封的摩擦磨损。动压槽最佳深度宜为3~5μm,密封具有较大的开启力;槽宽增大开启力先增大后变缓,过大的槽宽对提高开启力不明显;工作压力增加,密封开启难度增加,可通过增加槽数或提高转速实现开启;动压槽的槽深较大时,密封先迅速磨损后逐渐稳定,具有自磨损、自稳定的特点。

关键词： 转炉炼钢   氧枪磨损   超音速射流   熔池流动   炉衬侵蚀  

摘要： 转炉氧枪喷头会随枪龄的增加发生不同程度的侵蚀,为了探究氧枪喷头侵蚀程度对超音速气体射流吹炼特性的影响,建立了120 t转炉及超音速氧枪的三维全尺寸几何模型,研究了氧枪喷头不同磨损角度对气体射流特性、熔池速度及壁面侵蚀的影响。发现随着磨损角度增加,射流速度衰减加快,射流核心区长度缩短,同一等速线长度缩短,射流中心最大速度和最大速度点距中心距离增大。射流动压衰减速度随磨损角度增加而加快,磨损角度由0增至20°,距喷头端面1.5 m处最大动压减小了14.84%,14000 Pa等压线包围面积由0.038 m^(2)减小至0.002 m^(2)。钢液面处高速区面积随着磨损角度增加而减小,死区面积随着磨损角度增加而增大。熔池纵截面高速区域主要分布在冲击凹坑和底吹元件附近,低速区域主要分布在熔池底部,死区主要分布在熔池底部中心和炉壁下部区域。当熔池深度小于0.6 m时,顶吹气流对熔池的搅拌起主要作用,磨损角度增加,熔池搅拌能力变弱,熔池横截面高速区面积减小,低速区和死区面积增大;当熔池深度大于0.6 m时,底吹气流对熔池搅拌起主要作用,高速区面积基本不变。渣-金作用区域和底吹流股附近流体湍动能较大、壁面剪切应力较为集中,该部位耐火材料侵蚀严重。熔池壁面附近流体湍动能和壁面剪切力随磨损角度增加而降低,转炉炉衬侵蚀速度减小。

关键词： 多域特征   刀具磨损   联合分布适配   K-最近邻分类器  

摘要： 针对不同加工参数下的刀具磨损建模问题,提出一种基于多域特征联合分布适配的刀具状态识别方法,以提高刀具状态识别模型的泛化性能与识别精度。对切削过程中不同加工参数下的传感器信号数据,提取时域、频域、时频域特征,通过联合分布适配算法(JDA)缩小特征间的差异,适配后的特征输入到K-最近邻分类器(KNN)进行磨损状态识别。实验结果表明,该方法能够有效识别不同加工参数下的刀具磨损状态,平均识别精度可提升12%以上,具有较好的泛化性能和识别精度。

关键词： 铁基复合材料   铸渗   高铬铸铁   磨损  

摘要： 针对整层复合结构的铁基表层复合材料界面结合差,高冲击作用下复合层容易剥落的问题,提出采用蜂巢状结构钢结硬质合金(CC)与高铬铸铁(KMTBCr20)进行复合成形制备复合材料。重点研究复合材料的微观组织以及考察复合材料的三体磨粒磨损性能。结果表明:复合材料的过渡层由铁基体、鱼骨状铁铬碳化物以及M_(7)C_(3)组成。浸渗过程中硬质合金边界存在细小碳化钨的溶解导致增强区域硬度有所下降。经三体磨粒磨损性能测试表明,复合材料的耐磨性达到相应基体材料的1.6倍。其中,硬质合金区的磨损机制表现为短程切削和疲劳剥落;基体区的磨损机制表现为长程切削和多次塑性变形引起的剥落。