矿用带式输送机承载托辊的磁性液体润滑与密封性能

托辊密封不可靠会引发轴承润滑失效,进而导致托辊旋转阻力急剧增加直至完全卡阻,已成为煤矿井下带式输送机的主要故障原因之一,提高托辊密封与润滑性能对于提升带式输送机工作效率具有重要现实意义。基于纳米磁性液体密封与润滑理论设计了新型托辊样机,利用可模拟井下环境的托辊旋转阻力试验台在不同试验条件下与普通托辊进行了性能对比试验。结果表明,常规环境定载荷试验中,磁性液体密封润滑托辊的旋转阻力较普通托辊最大降低45%,平均降低17%;常规环境定带速试验中,磁性液体密封润滑托辊的旋转阻力较普通托辊最大降低73%,平均降低54%;模拟井下煤尘环境试验中,磁性液体密封润滑托辊的旋转阻力较普通托辊平均降低26%;煤泥水淋水24 h试验后,普通托辊的旋转阻力增大至原来的7倍,而磁性液体密封润滑托辊的旋转阻力基本无变化。采用磁性液体密封润滑的托辊在不同试验条件下具有低旋转阻力、高抗水淋性等优异性能,可为井下带式输送机向低能耗、高可靠、长寿命方向发展提供有力技术支撑。     

基于纳米磁性液体的托辊密封与润滑设计及仿真

针对托辊通常采用的迷宫密封和唇形密封存在的不可靠、寿命短等问题,提出基于纳米磁性液体的托辊密封与润滑方案。通过设计托辊内外磁性液体密封件,选用兼顾密封与润滑性能的纳米磁性液体,形成可靠液体密封的同时对轴承进行润滑。利用ANSYS有限元软件分析磁性液体密封结构的磁场强度分布规律,计算密封间隙处磁感应强度和磁性液体密封的耐压能力。仿真结果表明,托辊的磁性液体密封结构设计合理,密封耐压能力满足使用要求。     

磁性液体大间隙旋转密封装置的设计及实验研究

针对大型船舶装备中大功率电机冷却蒸发介质的密封问题,设计一种五级九齿大间隙磁性液体与磁性润滑脂组合旋转密封装置,该装置适用于大型船舶高横摇性、高腐蚀性的环境场合。通过耐压公式的理论推导,得到密封耐压能力随磁性液体的饱和磁化强度、磁性润滑脂的屈服应力和密封间隙内磁场梯度的增大而增大的结论。采用ANSYS对该装置间隙内的磁场分布进行有限元分析。在密封实验台上对该装置进行密封耐压实验,结果表明:在最大间隙0.7 mm时,其单级耐压能力仍能达到18 kPa,密封能力随转速的递增保持稳定。理论和实验表明,设计的该密封适合具有腐蚀性环境下的大功率电机或其他高振动装备的大间隙密封场合。     

磁性液体的制备及其在工业中的应用

介绍了磁性液体的组成及其分类,阐述了不同类型磁性液体的制备方法,并对其进行了简单的评价.总结了磁性液体比较成熟的应用如密封、润滑,指出了磁性液体在应用中存在的问题.     

磁性液体及其密封应用研究综述

介绍了纳米磁性液体的特性及其应用，磁性液体在动密封方面的应用尤为重要。综述了磁性液体科学技术在国内外的研究现状及存在的问题，提出了磁性液体密封的研究方案与技术路线，指出了该领域的主要课题及创新方向。     

磁性液体密封新结构及耐压性能理论研究

对于某特定大尺寸主轴重型装备,主轴在高线速度运转中会出现一定的径向摆动,导致密封泄漏问题.传统单一轴向磁性液体密封结构未能满足该设备出现径向摆动时的耐压要求,为了解决这一问题,并考虑到机械设备的主轴密封结构的轴向空间受到一定限制,提出一种新型轴向径向串联磁性液体密封结构.理论研究磁路中轴向和径向磁性液体串联密封结构的耐...     

大间隙磁性液体静密封研究

为满足航空、航天、冶金等领域大间隙静密封要求,建立磁性液体静密封试验台,设计出磁性液体静密封试验件。在试验台上对磁性液体静密封进行深入研究,通过试验得出磁性液体静密封耐压、磁性液体注入量与密封间隙、密封温度和磁性液体磁化强度的关系。从理论上,计算试验件密封间隙中磁场分布,推导出磁性液体静密封耐压和温度关系的解析表达式,计算磁性液体静密封在不同间隙,不同饱和磁化强度下的最大耐压能力。理论分析和试验表明,在大间隙下磁性液体静密封能够满足一定耐压要求,具有实用价值。     

针对液体介质的磁性液体旋转密封技术概述

磁性液体是一种功能材料,既具有液体的流动性,又具有固体磁性材料的磁性,在密封中的应用是其最成功的应用之一。磁性液体密封作为高新密封技术,被广泛应用在军工、化工、航空航天等领域。目前,磁性液体密封技术在密封气体介质和真空中的研究已经趋于成熟,相比之下,对液体介质的密封还存在很大局限性。从磁性液体与被密封液体介质的界面稳定性、界面破坏过程以及用于液体介质的密封装置结构设计三方面,对磁性液体旋转密封技术的研究进展进行阐述,总结三类用于液体介质密封的磁性液体密封结构设计方法的技术特点和缺点,最后对磁性液体在液体介质密封中的前景作出展望。     

分子动力学模拟巴氏合金界面磁性液体润滑行为

磁性液体因其顺磁可控的流变特性,可满足极端工况对滑动轴承润滑油膜稳定性不断提高的要求,在轴承润滑方面具有良好的应用前景。为探究磁性液体微观润滑机制,采用分子动力学模拟方法构建和优化巴氏合金界面磁性液体润滑的微观模型,并根据实际工况进行限制性剪切模拟,研究温度和剪切速度对PAO6基磁性液体在巴氏合金界面润滑行为的影响;通过分析滑动过程中相对浓度分布、温度分布、速度分布、均方位移和界面吸附能等参数的变化,从分子层面揭示磁性液体微观润滑的作用机制。结果表明：PAO6基磁性液体具有良好的扩散性和散热性,可以粘附在巴氏合金摩擦界面起到很好的承载和减磨作用;在高温和高剪切速度下,磁性液体润滑膜仍呈现出良好的稳定性,磁性颗粒具有良好的扩散能力。研究结果有助于完善纳米薄膜润滑理论,对磁性液体的工程应用具有现实指导意义。     

大功率电机磁性液体组合旋转密封的理论及实验研究

设计某装备中大功率电机用的牛顿型磁性液体与磁性润滑脂组合旋转密封。理论上推导2种磁性液体组合旋转密封时的耐压公式和摩擦功耗公式,表明耐压能力主要与密封级数、磁场强度、磁性液体饱和磁化强度及磁性润滑脂屈服应力有关,磁性润滑脂的黏性损耗与转速的(2n+1)(其中n为磁性润滑脂的流动指数)次方成正比。设计适用于大功率电机密封用的大间隙磁性液体及磁性润滑脂组合旋转密封结构,并在密封实验台上进行磁性液体密封耐压实验及磁性润滑脂旋转密封温度测试实验。验证理论分析的正确性及大功率电机磁性液体与磁性润滑脂组合旋转密封方式的可行性。     

Liquid lubrication in space

Long-term reliable operational requirements of aerospace mechanisms have, with a few exceptions, furthered the state of the art in tribology. Space mission durations in the early 1960s were generally six months to a year. The proposed US Space Station scheduled to be launched in the 1990s must be continuously usable over a 10 to 20 year period. For mission lengths of over a year, liquid lubrication systems are used. In general, most spacecraft or satellites complete their operational lives without a lubrication-related failure. The application of these liquid lubricants in the space environment presents unique challenges. This article reviews the state of the art of liquid lubrication in space as well as its problems and solutions.     

Cryogenic minimum quantity lubrication machining: from mechanism to application

Cutting fluid plays a cooling–lubrication role in the cutting of metal materials. However, the substantial usage of cutting fluid in traditional flood machining seriously pollutes the environment and threatens the health of workers. Environmental machining technologies, such as dry cutting, minimum quantity lubrication (MQL), and cryogenic cooling technology, have been used as substitute for flood machining. However, the insufficient cooling capacity of MQL with normal-temperature compressed gas and the lack of lubricating performance of cryogenic cooling technology limit their industrial application. The technical bottleneck of mechanical–thermal damage of difficult-to-cut materials in aerospace and other fields can be solved by combining cryogenic medium and MQL. The latest progress of cryogenic minimum quantity lubrication (CMQL) technology is reviewed in this paper, and the key scientific issues in the research achievements of CMQL are clarified. First, the application forms and process characteristics of CMQL devices in turning, milling, and grinding are systematically summarized from traditional settings to innovative design. Second, the cooling–lubrication mechanism of CMQL and its influence mechanism on material hardness, cutting force, tool wear, and workpiece surface quality in cutting are extensively revealed. The effects of CMQL are systematically analyzed based on its mechanism and application form. Results show that the application effect of CMQL is better than that of cryogenic technology or MQL alone. Finally, the prospect, which provides basis and support for engineering application and development of CMQL technology, is introduced considering the limitations of CMQL.     

Lubrication regimes in lumbar total disc arthroplasty

A number of total disc arthroplasty devices have been developed. Some concern has been expressed that wear may be a potential failure mode for these devices, as has been seen with hip arthroplasty. The aim of this paper was to investigate the lubrication regimes that occur in lumbar total disc arthroplasty devices. The disc arthroplasty was modelled as a ball-and-socket joint. Elastohydrodynamic lubrication theory was used to calculate the minimum film thickness of the fluid between the bearing surfaces. The lubrication regime was then determined for different material combinations, size of implant, and trunk velocity. Disc arthroplasties with a metal-polymer or metal-metal material combination operate with a boundary lubrication regime. A ceramic-ceramic material combination has the potential to operate with fluid-film lubrication. Disc arthroplasties with a metal-polymer or metal-metal material combination are likely to generate wear debris. In future, it is worth considering a ceramic-ceramic material combination as this is likely to reduce wear.     

多孔储液介质自润滑机理研究进展

多孔储液介质是启发自关节软骨的仿生摩擦材料,因具有良好的自润滑性能,在工业生产中发挥着重要作用。早期多孔储液介质多是针对不同基体材料及骨架结构进行优化设计,或是根据单因素理想边界建立润滑数值模型,对多孔储液介质的润滑机理缺乏系统的理论描述,限制了其大规模的工业应用。根据不同的结构形式和润滑机理,将多孔储液介质分为有限直孔储液介质和随机多孔储液介质,总结了有限直孔储液介质中空化现象、流体运动、惯性效应、气-液耦合对润滑性能的影响,论述了基于渗流力学、流-固耦合作用的随机多孔储液介质自润滑理论的发展,以及多孔储液介质的应用现状。分析和讨论了多孔储液介质自润滑机理研究的难点问题,对推动多孔储液介质润滑机理的研究和工程实践应用具有重要的参考意义。     

内燃机流体润滑技术的发展及其在我国的应用

讨论了内燃机摩擦学研究中流体润滑技术在润滑模型、计算方法、润滑剂、润滑表面和润滑工况的监测等方面近年来取得的成果和研究进展；通过与主要发达国家内燃机流体润滑技术研究和应用的对比分析，阐述了目前国内内燃机流体润滑研究、应用和人才培养中存在的差距和遇到的问题。指出先进润滑系统模型及求解方法、性能良好的润滑剂、润滑表面和润滑工况的监测的研究仍是今后内燃机润滑技术研究的重点。在此基础上，结合世界相关内燃机工业的发展趋势，预测了新世纪内燃机流体润滑技术的两个新的发展方向。     

High-Temperature Fluid Lubrication

High-temperature fluid lubrication is influenced by many factors. Among these factors are the products of degradation of the fluid. Operating at bulk temperatures well below the initial decomposition point, equipment hot spots produce temperatures that result in small but significant amounts of fluid degradation. The material thus formed affects the lubricating characteristics of the fluid. Results obtained with a polyphenyl ether illustrate somewhat of an extreme of such an effect. Likewise, fluid decomposition products appear to influence lubrication with both mineral oils and silicones. Intensive study of this phenomenon is suggested as a means of achieving a sounder understanding of the mechanism of lubrication.     

航天工业中胶接技术的研究现状分析

针对目前我国航天产品,尤其是航天精密机电产品的胶接装配技术研究不足的现状,介绍了航天胶接技术的应用类型,以及胶接技术在耐超高/低温性、高密封性、多功能性、高稳定性或低蠕变性、低挥发性等方面的应用特点。在此基础上总结分析了胶接装配的机理、关键工艺、静/动态力学性能、疲劳/老化特性等方面的研究进展。最后给出了航天工业胶接装配技术在工艺参数量化、动态力学特性以及先进胶接装备等方面的发展方向。     

硬盘磁头超薄气膜润滑研究进展

介绍硬盘磁头发展状况以及超薄气膜润滑理论的研究现状，提出超薄气膜润滑研究中存在的问题，如10nm以下一毪行间隙的润滑理论模型、超薄气膜润滑有效的数值计算方法，以及建立飞行高度试验台和开发磁头气体轴承设计分析软件模块等问题，并介绍一种新型有效的计算磁失磁盘超薄气膜的数值计算方法。     

微量润滑复合增效技术及其应用研究进展

微量润滑技术具有切削液用量少、润滑效率高等优点,但在特定工况下仍存在冷却性不足以及润滑不充分等问题.微量润滑复合增效技术,如低温冷风、液态CO2等,综合了良好冷却和润滑优势,可有效解决难加工材料清洁切削加工难题.综述了各类微量润滑复合增效技术原理、关键装置及其工艺应用最新研究进展,详细剖析了各类装置性能及其参数调控特性...