高温自润滑材料电磁感应熔渗加热过程数值分析

为制备具有优良高温自润滑性能的材料,基于电磁感应加热特点的理论分析,对应用电磁感应加热方式,驱使润滑材料向烧结基体材料孔隙中熔渗的加热过程,建立了电磁场与温度场的耦合分析模型。采用多场耦合的有限元方法,对感应加热过程中的磁场和温度场进行了瞬态仿真,研究了不同的电流密度和频率对磁场和温度场分布的影响。结果表明,通过选择合适的电流密度与频率组合进行加热,可获得有利于润滑材料熔渗的加热温度与温度梯度场,从而有助于不同自润滑材料电磁感应熔渗工艺参数的选择。     

高温自润滑滚子轴承游隙匹配设计研究

高温自润滑滚动轴承在高温下工作,摩擦热和环境温度的变化会导致轴承游隙大小改变,进而影响轴承的工作精度.为探讨高温下轴承材料物理性质及其匹配性对轴承游隙的影响,基于热传导理论建立高温自润滑滚子轴承游隙变化计算模型,以纳米胶体TiO2/金属陶瓷高温内梯度润滑层材料作为高温滚动轴承滚子材料,通过高温滚动轴承游隙测量实验验证模...     

曲轴圆角滚压钳体机构的优化设计

针对曲轴圆角滚压机构惯性力大,产生的滚压力波动影响滚压质量的问题,提出了以机构的质量为优化目标,左右钳体的高度为输入参数,机构质量、等效应力及整体变形为输出参数的优化模型。详细的分析了曲轴滚压一周钳口压力的波动情况,依据具体滚压情况简化滚压机构,基于ANSYS Workbench对钳体机构进行优化设计。以优化后的钳体模型和尺寸参数为基础,对钳体机构的运动学和动力学进行进一步分析求解。优化结果表明,钳体压力值的波动范围有较大减小,逐步逼近理论压力波动值,钳体机构压力更平均,提高了滚压加工质量,优化效果非常显著。     

滚压校直过程曲轴动态弹性形变分析

在线测量与校直能够实现一次性校直出合格的曲轴,这样可以显著提高曲轴滚压校直的效率和精度.但在在线校直过程中,滚压机构及曲轴运动引起的惯性力及顶尖夹紧力会造成曲轴整体的动态弹性变形,从而引起在线测量结果的偏差,这种偏差如果过大将无法实现在线校直.运用Workbench瞬态动力学柔体分析模块,建立了滚压校直机构动力学分 析模型,分析滚压钳惯性力、顶尖力等对曲轴弹性变形的影响.研究表明:滚压机构惯性力及顶尖力均可引起曲轴的弹性变形,该弹性变形大小处于允许的误差范围之内.研究结果为在线测量与滚压校直的实现提供了可靠的理论支持.     

重熔温度对GCr15轴承钢表面感应重熔镍基涂层微观组织性能的影响

目的 获得优化后的感应重熔工艺参数,改善GCr15轴承钢表面感应重熔镍基涂层的微观组织性能.方法 采用高能火焰喷涂法在GCr15轴承钢基体上预制备Ni60A涂层,并且分别在960、1012、1052℃重熔温度下对预制备的涂层进行感应重熔,获得3种感应重熔镍基涂层,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对其孔隙率、微观组织、显微硬度等进行了对比研究,探讨了重熔温度对感应重熔涂层微观组织性能的影响,并揭示了涂层的形成机制及增强机理.结果 与960、1052℃重熔温度制备的感应重熔涂层相比,1012℃时制备的重熔涂层更加致密,孔隙率仅为0.27％,缺陷数量明显减少,缺陷尺寸明显减小,硬质相数量显著增多,且Ni元素与Fe元素在界面混合交叉密布,形成了强冶金结合的融合区,有利于提高涂层与基体的界面结合强度.此外,该涂层的表面及界面融合区的平均显微硬度均高于其他两种涂层,且硬度极差较小.结论 合理地控制重熔温度,能够有效改善感应重熔镍基涂层的微观组织性能,以及涂层与基体的界面结合特性,并提高涂层的显微硬度.     

Sn-Ag-Cu自润滑滚子轴承的高温摩擦学特性

采用真空熔渗技术制备Sn-Ag-Cu高温自润滑滚子;在滚珠隔离式无保持架高温平面推力轴承试验装置上,对自润滑滚子轴承的高温摩擦特性进行试验研究;应用SEM/EDS技术分析轴承滚道摩擦表面的形貌和成分,研究试验温度、润滑剂合金与轴承滚动摩擦磨损之间的关系。研究表明:在400～600℃温度范围内,轴承的摩擦因数随着温度的的升高逐渐降低,当温度达到润滑剂合金熔点600℃时,摩擦因数达到最低值0.024;当温度为400℃时,轴承滚道摩擦表面以黏着磨损为主;随着温度升高,自润滑材料中的润滑剂合金逐渐析出涂覆在滚道表面,与滚道表面的高温氧化物共同影响轴承的摩擦学特性,因此在摩擦表面出现部分黏着磨损与氧化磨损;达到600℃后,滚道表面涂覆形成的润滑膜增多,因此氧化磨损和黏着磨损得到减轻,润滑效果最好。     

曲轴圆角滚压工艺参数优化研究

在对曲轴圆角滚压加工过程分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件的LS-DYNA模块建立了其圆角滚压动态分析模型;并基于该模型分析了滚压过程中工艺参数对曲轴圆角处塑性变形及残余应力的影响规律。研究结果表明:在滚压力一定时,随着滚压圈数的增加,滚压圆角处塑性变形量和残余应力增大,但达到一定圈数后,塑性变形量和残余应力的变化幅度不再明显。滚压圈数一定时,随着滚压力的增大,塑性变形量与残余应力增加速率随滚压力的增加不断减小。研究结果为曲轴滚压加工过程中工艺参数的选取提供理论依据。     

切向力对高温发汗润滑胞体结构的接触稳定性影响

基于高温发汗润滑材料厚壁胞体的接触力学模型,利用ANSYS有限元软件分析了切向力与法向力耦合作用下厚壁胞体孔口应力的分布情况,从而探讨了切向力对厚壁胞体接触稳定性的影响。结果表明：切向力的存在对单孔厚壁胞体的接触强度及其断裂失效行为影响不大,但是会导致双孔及四孔厚壁胞体的接触强度下降,而三孔厚壁胞体的接触强度及断裂失效行为不但与切向力的大小有关,而且与切向力的方向密切相关。因此,在胞体材料结构设计与制备中,控制其胞体结构形态非常重要。     

Sn-Ag-Cu/金属陶瓷自润滑轴承滚子高温滚阻特性研究

以Sn-Ag-Cu/金属陶瓷高温内梯度润滑层材料制备的高温自润滑圆柱滚子及推力滚子轴承为研究对象,通过实验考察该自润滑滚子轴承的高温滚阻系数,分析不同载荷条件对轴承高温滚阻特性的影响机制。研究结果表明:600℃下,自润滑滚子中的润滑剂组分到达接触摩擦表面,在滚子及滚道表面形成了高温润滑膜,从而保证了较低的滚阻系数;高温滚阻系数受载荷大小的影响,当轴承实验载荷在100～200 N区间内时,摩擦因数在0. 02以下,而当载荷上升到300 N时其摩擦因数上升到0. 05;随着载荷的增大,轴承接触表面的润滑膜完整性下降,滚子与滚道接触表面黏着现象加剧,并极大地影响轴承的滚阻特性,且黏着是导致润滑膜破坏和轴承滚阻上升的主要原因。