4-RRR冗余并联机构混合驱动与能耗优化

为实现3D打印机对曲面的精细化打印,对3D打印机的喷头结构的快速响应和精确控制提出了更高的要求,为此设计了一种可以实现姿态控制的平面4-RRR冗余并联机构。根据机构的特点,在运动学基础上,利用虚功原理建立该机构的动力学模型,然后以混合驱动方式并借助最小二范数法实现机构等效广义力到轴向驱动力的优化。在此基础上,对驱动力二范数和最小驱动总功率进行优化,分别得到角速度、驱动力与驱动功率变化曲线。结果表明:该机构驱动力二范数解和最小驱动总功率解的差异略小,其驱动电机做功减少了1.17%。结合驱动力二范数、最小驱动总功率的优化结果,选取混合驱动的驱动方式,可以实现冗余并联机构驱动器瞬时驱动力与瞬时驱动功率的均衡,并降低机构运动过程中的功耗,实现3D打印机喷头机构的快速响应。     

激光表面微孔化改善端面密封的摩擦学性能

采用Nd:YAG脉冲激光器在T8钢表面进行微孔化处理,模拟机械端面密封的摩擦工况,利用环-盘式摩擦试验机测试其不同载荷和速度条件下的摩擦学性能。结果表明:激光微孔化的T8钢盘表面的微孔直径为200 mm,切向间距800 mm,径向间距400 mm,孔中心深度为10 mm左右;随着载荷和速度的增大,微孔结构摩擦副和光滑摩擦副的摩擦因数都呈先减小后增大的趋势,但与光滑摩擦副相比,多孔端面密封可以将最大pv提高2.5倍。微孔可作为润滑剂存储器在摩擦过程中持续给接触面间供油,同时可捕捉摩擦面间的磨损粒子减少犁沟的形成,因而激光微孔技术是一种减小磨损、增加润滑膜的使用寿命的有效方法。     

激光表面微造型对摩擦学性能的影响

为了研究表激光织构化对机械零件接触面的摩擦性能影响,采用Nd:YAG脉冲激光在钢盘表面形成了具有一定直径、间距和密度的微坑型织构阵列,在环/盘式摩擦试验机上进行了摩擦学性能测试。结果表明,微坑的深度和直径随脉冲次数增加而增大,调整微坑参量（直径和间距）可以获得不同密度的织构阵列,密度为8%~10%范围内的试样具有最低的摩擦因素（0.055~0.06）和磨损率（5.2×10-16m3/（N·m））;通过曲线拟合,得到摩擦磨损性能随织构密度变化的趋势。该研究获得了具有最佳摩擦学性能的参量,能提高机械的使用效率和使用寿命。     

液相等离子体法制备石墨烯及其摩擦学性能

为制备一种低成本的石墨烯作为润滑油添加剂,采用液相等离子体法制备了石墨烯粉末,研究放电电压与电流的对应关系及电解质浓度对起始放电电压的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱对石墨烯的微观形貌和组成进行表征,利用分光光度计研究不同石墨烯添加量在润滑油中的分散性和透光性,利用往复式摩擦试验机对不同石墨烯添加量的润滑油的摩擦学性能进行测试。结果表明:在相同电解质环境下,等离子体放电所需的功率基本恒定,当电解质Na2CO3浓度为0.3 g/L时,所需的起始电压(1.24 k V)和功率(0.258 kW)最低;制备的石墨烯粉末呈片层结构,在润滑油中的分散稳定性较好,静置48 h后透光率略有下降;当石墨烯添加量为0.4%和0.5%时,润滑油摩擦系数较低,约0.04,缸套和活塞环的磨损率下降至(2.5～2.8)×10-7mm3/(N·m),且随石墨烯添加量的增加继续稳定在较低水平;石墨烯作为润滑油添加剂可在摩擦表面形成稳定的吸附膜和化学反应膜,减少摩擦副的直接接触,使黏着磨损转变为轻微的磨粒磨损和腐蚀磨损,降低了摩擦系数和磨损率。     

纳米级混合润滑添加剂的研究

利用纳米粒子优异的摩擦学特性,选择合适的纳米级金属和陶瓷颗粒相混合加入基础油中,形成一种全新的润滑油.本文重点介绍这种新型的润滑添加剂的抗磨减摩、自修复以及在基础油中的分散稳定性,进一步开拓纳米材料在润滑油领域的应用,丰富摩擦学的内容.     

激光织构化形貌对密封配副摩擦学性能的影响

为了研究表面织构化对端面密封材料摩擦性能的影响,采用Nd:YAG固体脉冲激光对GCr15钢盘表面进行了织构化处理,形成了微孔型和凹槽型两种表面形貌。在摩擦试验机上模拟端面密封形式对聚四氟乙烯环/GCr15盘进行摩擦学性能测试,并对试样表面的磨损形貌进行了分析。结果表明,在油润滑条件下,织构化试样的摩擦因数和磨损量均低于光滑试样的,且微孔型织构的耐磨性优于凹槽形的,因为凹槽型织构排列使油膜厚度不均匀,摩擦因数波动大;在干摩擦条件下,适当的织构形貌对转移膜的保持有利,同时可以捕获磨屑,减少磨粒磨损的作用。与光滑配副相比,表面织构降低了配副双方的磨损率。     

遂渝线无碴轨道试验段无碴道岔施工技术

分析了遂渝线无碴道岔的结构特点。对原位和预组装两种无碴道岔铺设技术的组装、调整、配轨、道板板浇注及养护等关键技术进行了详细论述。在对比两种铺设技术优劣的基础上,提出了合理的铺设建议,为今后的无碴道岔铺设提供了参考。     

板式无砟轨道CA砂浆层维修技术

板式无砟轨道是我国目前高速铁路所采用的主要结构形式之一,已在国内多条高速铁路上广泛使用。作为轨道板和底座板之间的CA砂浆层,其主要作用就是将轨道板传递过来的列车荷载均匀分散后,传递到底座板上,起到缓冲、承载、分散和传递的作用。但是在CA砂浆灌注过程中,由于一些不可避免的因素,比如操作过程或者作业时间控制不当,以及气温变化过大、风因素,造成CA砂浆层与轨道板和底座板之间出现离缝的情况,并随着列车荷载和温度力的反复作用下,CA砂浆层会出现离缝程度增大,最后破碎的情况,对列车行车安全造成很大威胁,文章以武广、成渝、石太等高速铁路为载体,通过对板式无砟轨道CA砂浆现场维修作业总结而成,对以后该类型作业能提供一定的参考。     

U75V钢轨现场移动接触焊质量控制技术研究

通过在无砟轨道试验段做的K922移动接触焊机焊接试验,分析钢轨焊接接头的金相组织与物理性能,研究U75V钢轨焊接接头的质量。     

Tribological properties of dimpled surface alloying layer on carbon steel

The effect of surface structure and coating on tribological properties of 45^# carbon steel disc was analyzed. A Nd:YAG laser was used to generate microdimples on steel surfaces. Dimples with diameter of 150 m and depth of 50 m were distributed in an orbicular array on disc surface. Then the alloying element Mo was sputtered to 45^# carbon steel disc surface by means of double glow plasma technology. Diffusion Mo alloying layer with 30 min thickness and high hardness up to 0.025 was formed on the disc surface. Tribological experiments of three types samples (smooth, texturing and texturing+alloying) were conducted with a pin-on-disc tribometer. It is found that the dimpled-samples are most effective for reducing friction in comparison with smooth steel surfaces, improving the lubricating state from boundary to hydrodynamic region. Funded by the High Technology Research Project of Jiangsu Province (No. BG2007046), and the Productive Translation Item of College Scientific Research of Jiangsu Province Educational Office( No. JHB06-04)