磨粒特征随滑动磨损进程的变化规律

为提高基于磨粒的机器状态监测的准确性,研究了磨粒特征随滑动磨损进程的变化规律.在球一盘磨损试验机上模拟可靠润滑和润滑不足2种工况下的摩擦磨损试验,分析了磨损过程中不同磨损阶段的磨粒尺寸分布和磨粒表面粗糙度,探讨了磨损进程中磨粒尺寸分布与磨粒表面粗糙度之间的关系.研究结果表明磨损进程中的磨粒特征的变化对机器状态监测极为有效.     

基于齿面粗糙度和磨粒分析的齿轮磨损探究

为探究齿轮的磨损过程,以一对直齿圆柱齿轮为研究对象进行齿轮运转试验.在齿轮运转过程中,每2h或4h对齿面进行粗糙度检测并做好记录,每隔1h或2h停机,从齿轮箱中抽取油液,采用油液颗粒分析仪对其磨粒分析,利用LNF-Q210油液分析仪特有的磨粒自动分类功能分析记录切削磨粒、接触滑移磨粒、疲劳磨粒和总磨粒的浓度.试验结束后,对数据进行了处理,结果显示磨粒浓度和粗糙度在不同运转阶段呈现一定的变化趋势.对其进行分析,结论:齿轮运转初期滑移磨粒浓度上升较快,且粗糙度值随齿面磨合而逐渐减小;正常磨损阶段,齿面状态比较稳定,粗糙度值整体变化不大,切削和疲劳磨粒比较平稳,滑移磨粒增加相对较快;齿轮磨损后期,齿面疲劳剥落而快速恶化,粗糙度值快速变大,疲劳磨粒和切削磨粒浓度急剧上升.     

磨粒磨损的模型化分析

磨粒磨损作为磨损的主要类型之一,影响机械使用寿命。针对犁沟磨损机制,用球形、圆锥形和圆台形磨粒模型分析其磨粒磨损的磨损率和摩擦因数,考虑磨粒数量与磨粒尺寸间的指数关系,分析磨损率随磨粒数量和磨粒尺寸的变化,计算平均摩擦因数随磨粒数量及其参数的变化。研究结果表明,球形磨粒模型的磨损率随着磨粒的减小和磨粒数量的增加而减小,其摩擦因数随着磨粒数量的增多而增大;圆锥形磨粒模型的磨损率随着磨粒的增大与数量的增多而增大,其摩擦因数随着倾斜角的增大而增大;圆台形磨粒模型的磨损率变化趋势与球形磨粒一致,但其摩擦因数变化的趋势与球形磨粒相反。     

有无电流条件下温度对碳/铜摩擦副摩擦磨损性能的影响

通过销-盘摩擦磨损试验,研究了碳/铜摩擦副在有无电流条件下的摩擦学性能。结果表明:试验过程中摩擦副温度不断地升高,且有电流时摩擦副温度比无电流时高,滑板材料的磨损量随着温度的升高而增大;当无电流通过时,摩擦因数随温度的升高先增大后减小,当有电流通过时,摩擦因数随温度的升高而减小。观察碳滑板磨损前后表面形貌发现:磨损表面随摩擦副温度的升高变得越来越光滑;当无电流通过时,磨粒磨损和黏着磨损是主要磨损类型,当有电流通过时,磨损类型以氧化磨损和电弧烧蚀为主。碳滑板材料磨损表面EDS分析发现,元素转移和氧化现象在磨损过程中时有发生。     

水润滑超高压海水泵斜盘/滑靴副摩擦学特性仿真研究

超高压海水泵摩擦副在海水润滑条件工作,配合面的摩擦磨损严重。零件的表面形貌特征对配合副的摩擦与磨损有着重要影响,本文通过数值仿真计算,探索影响磨损的关键参数,较详细地研究在水润滑条件下表面形貌对斜盘/滑靴副摩擦与磨损的影响。计算结果表明:通过对表面凹坑的大小、形状与分布的控制可以减小配合面接触应力、限制磨粒运动及形成局部动压支承从而减轻配合副间摩擦与磨损。     

三体磨损过程理论研究

建立了三体磨损过程中摩擦副表面粗糙度的预测模型。算例表明 ,定载荷作用下 ,(1 )经受三体磨粒磨损之摩擦表面的粗糙度随着磨程的进行逐渐趋于某一平衡值 ,之后不随磨程而改变 ;(2 )平衡粗糙度的大小与磨粒粒度分布参数有关 ,对应于粒度的某均方根值 ,摩擦面的平衡粗糙度最大     

渗陶瓷活塞环/铜铬镍钼缸套磨粒磨损过程的研究

采用SRV试验机,利用分段试验的方法对渗陶瓷活塞环与铜铬镍钼气缸套组成的摩擦副配对,在含石英砂磨粒的润滑条件下的磨粒磨损过程进行了研究.结果表明,当磨粒硬度远高于摩擦副表面硬度时,摩擦副表面的硬度对其抗磨粒磨损性能起决定性作用,材料硬度越大,其抗磨粒磨损性能越好.     

基于分形理论的磨粒磨损模型

本文在M-B接触分形模型的基础上,根据塑变磨损理论导出了基于分形参数的磨粒磨损模型,建立了磨损率与分形维数之间的关系,综合反映了材料的磨损规律和表面特性。根据该模型可知,当分形维数在某一范围时,磨损率随分形维数的减小而迅速增大;而在另一范围时,磨损率随分形维数的增大而增大;当分形维数等于1.5时,磨损率达到最小值。当分形维数一定时,磨损率随尺度系数、磨损概率常数的增大而增大,随材料性能参数的增大而减小;当其余各影响参数保持一定值时,磨损率随接触面积的增大而增大。     

表面粗糙度对碳/铜载流摩擦副摩擦磨损性能的影响

通过环-块式摩擦磨损试验研究了表面粗糙度对碳/铜载流摩擦副摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损形貌及机制。结果表明:其摩擦因数与电弧行为密切相关,无电弧时摩擦因数曲线平滑;对磨环的表面粗糙度越大越容易产生电弧,电弧的烧蚀导致块试样的磨损加剧;不同表面粗糙度下均存在临界起弧法向压力,且随着表面粗糙度的增大而增大;载流摩擦副的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损、电弧烧蚀及材料转移。     

不同摩擦副条件下Ti-6Al-4V合金的微磨粒磨损行为

采用TE66微磨粒磨损实验机对医用Ti-6Al-4V钛合金在不同摩擦副条件下的微磨粒磨损行为进行研究,考察滑行距离、载荷对其微磨粒磨损的影响,通过观察磨斑形貌,分析其磨损机制。研究结果表明:Ti-6Al-4V合金的磨损量随滑移距离和载荷增加而增加,磨损率则相反,并且硬度较高的Si3N4陶瓷球对合金造成的磨损量和磨损率均低于ZrO2陶瓷球;在不同摩擦副条件下,随着滑行距离和载荷的增加,Ti-6Al-4V合金的磨损机制均由三体磨损转变为二三体混合磨损,所不同的是与Si3N4陶瓷球对摩时合金的混合磨损区域要少于与ZrO2陶瓷球对摩时。     

偶件表面粗糙度对PTFE材料摩擦磨损性能的影响

为了研究干摩擦条件下偶件表面粗糙度对聚四氟乙烯(PTFE)密封材料摩擦磨损性能的影响,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机,在不同载荷和转速下研究由PTFE材料制作的试验环分别与316L不锈钢和45#钢配副时的摩擦磨损性能,并利用粒形分析仪对PTFE试验环试验前后端面的形貌进行观测;利用触针式轮廓仪对摩擦配副钢环的端面粗糙度进行精确测量,分析表面粗糙度对PTFE试验环摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:在干摩擦条件下,摩擦配副钢环的表面粗糙度过高或者过低都会引起PTFE试验环磨损量的增加;定载荷时,PTFE试验环磨损量随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大先减小后增大,随转速的增大而增大;定转速时,PTFE试验环摩擦因数随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大稍减小后而后增大,随载荷的增大先减小后增大;在相同工况下,316L不锈钢对PTFE试验环的切削和犁沟作用比45#钢更加明显。     

基于分形理论的磨粒磨损类型

本文在M-R接触分形模型的基础上，根据塑变磨损理论导出了基于分形参数的磨粒磨损模型，建立了磨损率与分形维数之间的关系，综合反映了材料的磨损规律和表面特性。根据该模型可知，当分形维数在某一范围时，磨损率达到最小值。当分形维数一定时，磨损率随尺度系数、磨损概率常数的增大而增大。随材料性能参数的增大而减小；当其余各影响参数保持一定时，磨损率随接触面积的增大而增大。     

表面粗糙度对黄铜/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损性能影响的研究

以黄铜/铬青铜为摩擦副,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦学特性研究,探讨了载流条件下摩擦副的表面粗糙度对摩擦学特性的影响.结果表明:摩擦副表面粗糙度存在一个最佳值,使质量磨损率最小,载流效率、载流稳定性也较好;摩擦因数先随表面粗糙度的降低而升高,当表面粗糙度降低到一定程度以后摩擦因数的变化趋于平稳.质量磨损率随着表面粗糙度的降低先减小后增大;载流导致质量磨损率增大,且随着电流密度的增大,这种影响更加显著.     

TD法VC涂层与陶瓷和钢对摩时摩擦磨损性能对比研究

采用TD法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备VC涂层,在摩擦磨损试验机上考察VC涂层与钢球、钢柱和陶瓷球配副时的摩擦磨损性能,利用扫描电镜、粗糙度测量仪和X射线衍射仪(XRD)分析涂层磨损前后表面及界面的形貌、表面粗糙度和物相组成.结果表明,与不同摩擦副配副时,VC涂层摩擦因数随着磨损时间增加先增大后趋于平稳,磨损率随着磨损时间增加而减小,其中与钢柱配副时摩擦因数最小,磨损率最低.与不同摩擦副配副时,VC涂层磨损机制与失效形式不同,与钢球配副时VC涂层磨损机制为磨粒磨损,失效形式为划痕和剥落坑;与钢柱配副时VC涂层磨损机制为黏着磨损和疲劳磨损,失效形式为犁沟和片层状剥落;与陶瓷球配副时VC涂层磨损机制为氧化磨损,失效形式为脆性断裂.     

磨粒磨损的磨粒接触热分析

针对磨粒磨损机制,采用球形磨粒模型和分形磨粒2种模型,利用有限元软件ANSYS分析磨粒磨损的滑动过程,探讨磨粒与磨损表面接触区內的温度变化、热应力分布及其随表层深度的变化情况,并对2种模型的分析结果进行对比分析。研究结果表明:球形磨粒模型中磨粒温度较高,接触体温度较低,磨粒与磨损表面温差较大,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较分散;而分形磨粒模型中接触体温度较低,磨粒温度更低,磨粒与磨损表面温差较小,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较集中,并且应力最大值比球形磨粒模型的大。     

发动机铁谱磨粒分析与磨粒识别研究

从发动机摩擦副及其摩擦磨损特点着手，提出了用于发动机磨损状态监测与诊断的主要10类磨粒，依据其识别特征提出了用于磨粒识别的14个磨粒形状、表面纹理与颜色特征；最后应用BP网络分层识别策略进行了磨粒识别。     

纳米金刚石磨粒团聚对熔石英摩擦磨损性能的影响

为了研究磁流变抛光液中磨粒团聚对光学玻璃元件的磨损性能，利用环境可控的直线往复式摩擦磨损试验机，以不锈钢球为对磨副，以熔石英为基底，系统地研究了磁流变抛光液中纳米金刚石磨粒团聚程度对熔石英摩擦磨损性能的影响，并利用光学显微镜、白光干涉仪等设备分析熔石英的磨损机制，最后将摩擦学实验结果与实际磁流变抛光结果进行对比。实验结果表明：纳米金刚石磨粒团聚程度越大，熔石英表面的材料去除率越大，磨损区域亚表面损伤情况越严重。当载荷为0.5 N时，熔石英在团聚磨粒作用下的磨损主要以黏着磨损为主，伴随着轻微的磨粒磨损，同时熔石英的亚表面无明显损伤；当载荷从0.5 N增加到4 N时，熔石英的磨损形式以磨粒磨损为主，熔石英的表面和亚表面出现大量损伤。采用相同磨粒团聚程度的抛光液进行熔石英磨损与磁流变抛光实验发现，熔石英在磁流变抛光过程中的材料去除率与磨损实验的材料去除率变化趋势保持一致，表明借助摩擦磨损实验在一定程度上可以预测实际磁流变抛光中的材料去除率。     

喷钼活塞环抗磨粒磨损机制研究

采用SRV试验机分段试验方法,对喷钼活塞环与磷硼气缸套组成的摩擦副,在石英砂磨粒条件下的抗磨粒磨损机制进行了研究。结果表明,摩擦副材料的表层结构和化学组成对磨粒磨损性能有显著影响;喷Mo活塞环/气缸套摩擦副受磨粒磨损的影响不大,喷钼活塞环具有良好抗磨粒磨损性能。     

表面形貌对活塞环密封及摩擦性能的影响

综合考虑活塞环表面形貌、弹性变形、运动面型线影响,建立柴油机活塞环-缸套摩擦副的弹性流体动压润滑计算模型,分析活塞环表面纹理方向及粗糙度大小对活塞环窜气及摩擦功耗的影响。研究发现,随着转速的提升,活塞的窜气量及摩擦功耗会加剧,导致发动机效率降低;活塞环-缸套摩擦副的表面纹理方向影响窜气量和摩擦功耗,采用活塞环横向纹理和缸套纵向纹理配合时,对活塞环窜气量及摩擦功耗的改善效果较好;活塞环和缸套的表面粗糙度对密封和润滑特性有较大影响,当缸套表面粗糙度增大时,窜气量先减小后增大,摩擦功耗先增大后减小,而在一定范围内,当活塞环表面粗糙度增大时,窜气量和摩擦功耗都减小。     

旋耕机湿地弯刀的摩擦磨损性能试验研究

利用HSR-2M高速式往复摩擦磨损试验机,研究湿态条件下,湿地弯刀表面粗糙度、往复速度和法向载荷等对旋耕机湿地弯刀摩擦因数和磨损量的影响,并通过磨痕形貌分析其磨损机制。试验结果表明:摩擦因数和磨损量随着旋耕机湿地弯刀表面粗糙度的增大而增大;磨损量随法向载荷的增大而增大,而随往复速度的增大先减小后增大;摩擦表面温度随着法向载荷和相对运动速度的增大而增大;湿态条件下湿地弯刀的磨损机制以磨粒磨损为主,局部有点蚀现象出现。