国产钻机刹车副材料选配的试验研究

本文根据钻机刹车副的工况特点,提出了对刹车副材料摩擦特性的基本要求和材料选配的原则。在进行基础性试验的基础上,初步筛选出性能优良的国产刹车副材秆。试验证明,国产刹车块B_(31)和M_3已超过某些国外的同类产品。同时,与国产刹车鼓(材料18CrMnSiMoVA和兰石1~#)相配是适宜的。     

石油钻机刹车副热状态的研究

本文分析了钻机刹车副失效的形式,应用摩擦学原理,提出以摩擦表面的温度作为石油钻机刹车副失效的判据;并导出了刹车副摩擦表面温度的计算公式;借助电子计算机的计算结果并绘制了以130—2型石油钻机为代表的重型钻机刹车鼓摩擦表面的温度曲线。本文的成果为正确设计、合理使用石油钻机刹车副和进一步研究刹车副的发热状态,提供了新的理论依据和方法。     

钻井泵阀密封材料摩擦学性能的研究

钻井泵阀在含有固相微粒的泥浆中工作。因此，湿磨粒磨损和冲蚀磨损是导致泵阀及阀密封失效的主要磨损形式。为研究和优选钻井泵泵阀密封的摩擦副材料，文中通过４种聚合物材料与钢组成的摩擦副，在泥浆中磨损过程的试验研究，初步研究了其摩擦学性能，为选择钻井泵泵阀密封材料提供了重要参考。     

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

模拟井下工况,利用钻杆/套管摩擦磨损试验机试验分析了摩擦行程、钻井液黏度、接触载荷和钻杆转速等因素对套管磨损的影响规律。得出套管磨损量与摩擦行程、磨损率与接触载荷均呈现近似的线性关系;接触力增大,摩擦因数总体上有增大的趋势;增加钻井液黏度可以使摩擦因数有所降低,但不能大幅降低套管磨损;钻杆转速超过140r/min时,转速增加引起的摩擦副振动逐渐加剧直至共振,导致套管磨损率出现较大幅度的上升。该研究成果为钻井参数优选、套管磨损预测和减磨优化设计提供了参考依据。     

钻井绞车刹车副的研究

在分析美国和苏联钻井绞车刹车副发展过程的基础上,文章指明了在提高刹车副的工作能力与使用寿命方面,美国主要是采用编织型刹车块,并合理地与其它类型刹车块组合使用;采用水冷刹车鼓。苏联着重于刹车副的基础理论和试验研究。文章分析了温度是引起刹车块损坏的主要原因。对有冷却装置的刹车鼓是属于磨粒磨损破坏;自然通风冷却的刹车鼓是属于热疲劳破坏,从而产生网状裂纹和脆裂断裂。刹车鼓表面出现热斑点的凹坑损坏也是共同的现象。文章分析了刹车副的下钻工况(下钻负荷、速度和刹车方式等)是导致刹车副破坏的重要因素。文章通过对刹车鼓测温、比压分布规律等的研究,以及对带刹车吸收的摩擦功的研究,提出了实测数据和理论计算方法。文章后部分,对如何提高刹车副工作的稳定性,以及提高刹车副使用寿命的途径都作了较详细地论述。     

同步器磨损失效过程及机理研究

采用CF-4 15W/40发动机油,在自行研制的WS2001变速箱同步器油品适应性评定试验台上对同步器发生磨损失效的过程进行研究,通过分析变速箱同步器的换挡特性曲线、摩擦因数与换挡次数的关系曲线,以及观察试验前后摩擦副的表面形貌,探究同步器磨损失效的机理。结果表明:随着换挡次数的增加,换挡位移急剧增加,换挡拨块磨损加剧,难以压紧结合套与锥体,导致同步器失效;在换挡过程中,摩擦副表面不断被磨损而出现新的接触面,摩擦因数变化较为平缓,摩擦力矩保持较好,但油品不能在摩擦副表面形成稳定或足够强度的表面膜,引起摩擦副磨损;发生磨损失效的试验件均出现较大的磨损,试验后铜滑块上可见明显的磨损面和磨损卷层,锥体表面出现划痕,同步环表面存在剥落情况。     

通井机盘式刹车块的试验研究

盘式刹车块是盘式刹车的关键零件，它的使用压力高，能量负荷大，而且制动温度较高。通过对几种材料的摩擦损、机械性能、磨擦系数的实验测定，认为半金属的刹车块的综合性能较好。现场试用测试也进一步证实这点。它可用于通井机盘式刹车。但这类材料的摩擦磨损机理还有待探讨。     

滑动速度对自修复纳米润滑添加剂摩擦学性能的影响

在3组不同的滑动速度下，用XP摩擦磨损试验杌的环—环接触方式研究了钢／钢摩擦副在添加了纳米润滑添加剂的N68NT—1润滑介质作用下的摩擦学性能。结果表明：摩擦副的滑动速度对添加自修复纳米润滑添加剂的N68NT—1润滑油的摩擦学性能的影响不同于其对常规润滑油，对于常规润滑油，摩擦看惭摩擦系数和磨损量随滑动速度的增大分别为减小和增大；对于含自修复纳米润滑添加剂的N68NT—1，滑动速度增大，摩擦系数减小，且随时间的延长逐渐减小，最后达到一个较小的平衡值，而磨损量均出现了负磨损，但负磨损均不大，几乎可以忽略。N68NT—1表现出了良好的摩擦学性能和优异的自修复效应。     

高压低速干摩擦变形自适应机械密封研究

采用理论分析与试验结合的方法,研究了高压低速干摩擦状态下变形自适应机械密封的摩擦特性和密封性能。通过ANSYS模拟外压作用下端面变形和接触应力分布,分析其对机械密封性能的影响。采用硬质合金与浸锑石墨配对组成摩擦副,通过干摩擦试验得出一系列变形自适应机械密封的性能参数。利用电子显微镜（SEM）对摩擦副的磨损表面进行了观察和分析。结果表明,在高压低速状态下,硬质合金与浸锑石墨配对组成摩擦副运转稳定,自适应性能良好,拥有优异的综合性能。     

盘式刹车制动盘失效机理及其寿命的探讨

过对盘式刹车制动盘失效现象的分析，从制动盘的材料、受力、受热、摩擦磨损等多方面论证制动盘失效的主要原因是摩擦磨损，而不是热疲劳和蠕变的结果。制动盘的寿命受多项条件约束，难于用数学公式计算。制动盘的失效不能用受损伤量来衡量，宜应该用磨损量来判断。当制动盘磨损到影响安全操作或制动间隙无法调节时，即为失效。     

基于ANSYS稳态传热数值模拟方法的机械密封失效分析

在机泵失效故障中,因机械密封泄漏失效而引起的泄漏事故占比很高.以往机械密封失效原因分析都采用以经验性定性分析为主的传统分析方法,存在明显弊端.利用ANSYS有限元分析软件,基于稳态传热理论,采用以定量分析为主、定性分析为辅的数值模拟方法,对频繁失效的某乙烯装置脱丁烷塔循环泵2648型机械密封摩擦副进行稳态传热分析与对比...     

制动盘温度的有限元计算与实验研究

运用传热学中的有限元法，计算了钢制制动盘表面温度及温度分布，并在MM－1000摩擦磨损实验机上对钢与石棉和半金属摩擦材料组成的制动摩擦副进行了实验研究。计算结果表明，在实验研究条件下，当制动摩擦温度处于稳定状态后，制动盘表面温度可达1000℃以上，而且与对偶所用的摩擦材料有关。与散热能力强的半金属摩擦材料配副时，制前盘表面温度低。可测部位的测定值、制动后钢的热震开裂和组织变化均表明，实验结果与计算值基本一致。     

盘式刹车块可靠性研究

石油钻机盘式刹车块的主要失效形式是磨损。其磨损寿命受多种因素的影响。这些影响因素有些属于随机现象，有些则属于模糊现象。文中根据刹车块的磨损变化曲线推出刹车块使用一段时间后的常规可靠度；同时，文中还对刹车块使用中的模糊性进行了较详细的阐述，并分析了刹车块在某磨损量下的模糊可靠度。     

盘式刹车制动副摩擦系数的模糊综合评判

制动副摩擦系数的选取，对盘式刹车系统的设计至关重要。由于影响摩擦系数的诸多因素具有模糊性，传统的设计方法已不能适应现代摩擦理论的发展。为此，利用二级模糊综合评判方法，对盘式刹车制动副摩擦系数作出了理论分析和计算。计算实例表明，对钢一石棉制品摩擦制动副的摩擦系数，按最大隶属度法和加权平均法处理，都得出几乎相同的结果，即f＝0．39。该值更加接近实际，建议在设计时选用。二级模糊评判法对其他设计参数的评价，只要影响设计参数取值的因素给得比较完备，也能得出较合理的参数值。     

钻机绞车用盘式刹车存在的问题及解决方案

文章对盘式刹车装置在钻机绞车上的应用状况进行了分析,讨论了盘式刹车摩擦副磨损失效的原因,并提出了解决方案。     

油溶性纳米Cu作为润滑油添加剂在钢-铜摩擦体系中的摩擦学性能

实验室制备了油溶性纳米Cu润滑油添加剂，将其以1％的质量分数分散于SJ15W／40润滑油中，并以不加该剂的SJ15W／40润滑油作为参比油，采用端面试验机考察其在钢一铜摩擦副体系中的摩擦磨损行为。结果表明，在试验所选定的摩擦时间、载荷、转速条件下，添加了油溶性纳米Cu的润滑体系的摩擦系数和磨损体积都小于参比油，具有优异的减摩抗磨性能。表面分析结果表明，油溶性纳米Cu添加剂能够降低摩擦表面的显微硬度，并显著改善磨损表面的形貌。在摩擦过程中，油溶性纳米Cu添加剂在摩擦面会形成低剪切的膜层，降低摩擦副间的横向剪切力并补偿了磨损，同时在一定程度上修复了磨损表面，表现出低摩擦、低磨损及改善磨损面形貌的性能特征。     

钢-铜摩擦副选择性转移效应的研究

用XP摩擦磨损试验机考察了钢一铜摩擦副在三乙醇胺和甘油作润滑介质时的摩擦系数与磨损量,发现摩擦系数随着时间的延长而逐渐降低。用Image View分析系统进行摩擦副的磨损形貌分析,认为钢-铜摩擦副在甘油或三乙醇胺润滑下发生了选择性转移效应。建立了一个选择性转移效应模型来解释此现象。     

抗磨液压油台架试验中高压泵摩擦副磨损的评估

较详细地阐述了抗磨液压油台架试验高压泵摩擦副磨损评估的国内外现状，并介绍了对高压抗磨液压油ＨＦ－Ｏ的评估方法，采用叶片泵及柱塞泵对试验元件进行磨损评价，从失重、摩擦副形态、颜色、加权系数及评比分计算等诸方面，提出了建立我国高压泵摩擦副磨损评估的方法。这对我国抗磨液压油应用技术的研究具有深远的现实意义，是一项值得研究的摩擦机理课题。     

电动钻机制动系统的选型设计

电动钻机制动系统配置不当或系统失灵,就会造成重大事故。介绍了制动系统中电磁刹车、SY—PS型液压盘式刹车以及单气室型EATON气动推盘式刹车的主要参数,并在给出制动系统制动力矩计算及刹车配置的基础上,进一步探讨电动钻机能耗制动单元及绞车制动系统的配置,最后提出交变电动钻机制动系统中能耗制动充任主辅刹车的新概念,并指出制动系统散热的注意事项。