水润滑橡胶轴承的磨粒磨损特性及机理研究

以含沙量不同的自来水为润滑介质，用MPV-200型摩擦磨损试验机分别研究了含沙量对水润滑丁腈橡胶轴承的摩擦系数和磨损率的影响，得出了丁腈橡胶轴承在不同水质下的磨擦学特征，并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑橡胶轴承的实际应用提供理论指导。     

磨粒生成及长大机理的新探索

通过对磨损过程的直接动态观察,本文着重探索了磨粒生成机理及长大规律。研究结果发现,一个磨粒的最终形成通常经过下述几个阶段：以金属塑性流动为特点的超微晶化表层碎裂形成初生核磨粒的磨粒生成阶段;初生核磨粒通过两摩擦面间往复粘着转移的长大阶段;达到往复粘着转长大极限尺寸后的耕犁长大阶段;磨粒积聚层碎后形成磨粒团的耕犁长大阶段。正是磨粒生成、长大过程决定了磨损表面形貌,制约、主宰着磨损过程。     

水力机械中磨粒及侵入方向对磨损的影响研究

利用有限元分析了磨粒的尺寸、形状和磨粒侵入方向对磨粒磨损的影响,得出磨粒的尺寸和形状会明显影响材料表面变形、表面接触压力和表层应力,其影响关系是非线性关系。磨粒侵入方向不仅影响材料表面变形、表面接触压力和表层应力的大小,而且会引起压力和应力分布形状的改变。     

磨粒磨损中微观接触过程的有限元分析

分析了磨粒压入被磨损材料表面、磨粒在材料表面滑动和卸载脱离接触的过程,研究了这三个接触阶段材料表层的应力应变、接触压力和接触摩擦切应力特征。结果表明,微观接触过程不仅存在材料的非线性作用和摩擦接触的状态非线性作用,而且存在着由于材料表面变形引起的几何非线性作用,被磨损材料表层的应力应变和接触压力的分布和大小与材料表面变形过程有关。     

转子-轴承系统动态特性与轴承磨损演化研究

以角接触球轴承支承的转子-轴承系统为研究对象,应用拉格朗日方程,推导建立了转子-轴承系统动力学模型,基于Archard模型,建立了包含润滑影响的轴承磨损深度计算模型,磨损深度以轴承游隙的形式引入到系统动力学模型中。分析了转子转速、轴承预紧和转盘位置等参数影响下,转子系统的动态特性与轴承磨损的演化规律。结果表明,轴承磨损对转子动态特性的影响与转子转速和轴承预紧密切相关;转盘位置的改变没有导致转子动态特性随轴承磨损深度的显著变化;转子转速显著影响轴承的磨损,轴承预紧对轴承磨损影响较小,转盘位置变化引起各轴承磨损深度的微弱差异。     

轿车轮毂轴承微动磨损试验分析

利用自行设计的轿车轮毂轴承径向式微动磨损试验系统,对三组轮毂轴承进行试验。试验轴承滚道上出现宏观条状磨损痕迹,轴承次表面约20 ?m处出现了连续微孔,严重微动磨损的轴承次表面出现了近似平行于滚道的微裂纹。同时,模拟径向载荷下轮毂轴承的内部3D应力分布,结果表明,轮毂轴承载荷区出现条状应力/应变峰的幅值波动。在此基础上,结合轿车行驶时轮毂轴承的承载特点,提出了轮毂轴承广义复合微动磨损机理模型。该模型为减缓轮毂轴承微动磨损程度和提高轴承可靠性提供了新的途径。     

实时温度和磨粒条件下氟橡胶密封圈摩擦磨损特性研究

橡胶密封件的磨损失效严重影响了其使用寿命,而井下钻进时地层温度导致的密封件力学性能衰减和岩屑侵入导致的材料磨损失效都是加剧橡胶密封件失效的重要因素。为探讨氟橡胶（FKM）密封件在实时温度环境和磨粒条件共同作用下的磨损失效机制,通过模拟井下实际工况,研究实时温度对氟橡胶密封件力学性能的影响,开展实时温度下氟橡胶密封件与SS304钢配副的磨粒磨损实验,探究橡胶力学性能变化导致温度和磨粒条件下FKM/SS304配副接触形式转变的原因,并分析氟橡胶密封件磨损机制变化以及对摩擦因数、磨损量以及配副表面磨损形貌等的影响。结果表明：氟橡胶硬度、弹性模量等力学性能指标在实时温度升高至60 ℃时发生明显衰退,力学性能的衰退使密封副之间的接触形式由三体接触转变为二体接触;橡胶表面磨损形貌由60 ℃之前的三体磨损导致的凹坑转变为二体磨损时的表面材料剥离,金属表面磨损形貌也由犁沟为主转变为划痕损伤;橡胶磨屑形貌也因磨损机制变化逐渐转变成条状磨屑。研究结果为井下钻进机具密封件材料的选择及性能优化提供依据。     

轿车前轮轮毂轴承失效特性统计分析

本文对６２３套轿车前轮轮毂轴承的早期失效进行了统计分析。研究发现轿车轮毂轴承具有鲜明的失效特性。其主要失效形式为①轿车前轮轮毂所用的双到圆锥滚子轴承和双列球轴承都只有单列轴承部件发生早期失效;②大多数轴承内孔与轴径配合面有周向划痕;③除部分轴承滚道表面发生疲劳剥落外,较多轴承滚道表面发生条状等间距剥落;④多数轴承滚道表面出现等间距压痕;⑤滚动体的主要失效形式为疲劳剥落、大端出现环状划痕及点蚀;（６）部分轴承滚道表面有冲击压痕。这些失效现象与轿车轮毂的结构特征及车轮的动力学性能直接相关。作者建议轿车前轮轮毂应采用两个单列角接触轴承代替单个双列向心推力轴承。     

轿车轮毂轴承外部载荷计算方法及其特性

采用基于轿车线性化刚体运动的稳态转弯模型对轮毂轴承外部载荷进行推导计算,进而对轴承外部载荷的特性进行了分析。结果表明,轮毂轴承径向外部载荷与轿车侧向加速度呈线性关系,轴向外部载荷与侧向加速度呈二次非线性关系。在绝大部分行驶里程范围内,轮毂轴承轴向外部载荷对侧向加速度的绝对变化率恒大于径向外部载荷对侧向加速度的绝对变化率。侧向加速度显著影响轮毂轴承外部载荷,其对轴向外部载荷的影响显著程度高于径向外部载荷。     

轴承套圈粗磨烧伤的分析与控制

在轴承套圈的粗磨过程中,为提高生产效率,首先要注意产品的烧伤问题。通过对烧伤机理的分析,全面优化加工条件,对产品的烧伤现象实施有效控制。     

Abrasive wear resistance of textured steel rings

The fundamental aim of the present research is to study the effect of dimple shape and area density on abrasive wear in lubricated sliding. The other aims are to recommend a method of obtaining the local linear wear of a textured ring on the basis of profilometric measurement and to analyse the changes in the surface topography of this ring with selection of parameters that could monitor the “zero-wear” process.The experiments were conducted on a block-on ring tester. The stationary block made from cast iron of 50 HRC hardness was ground. The rotated ground ring was made from 42CrMO4 steel of 32 HRC hardness. The rings were modified by a burnishing technique in order to obtain surfaces with oil pockets. Oil pockets of spherical and of drop shape were tested. The pit-area ratios were in the range: 7.5–20%. The tested assembly was lubricated by oil L-AN 46. Because of the great hardness of the co-acting parts the wear resistance test was carried out under artificially increased dustiness conditions. The dust consists mainly of SiO₂ and Al₂O₃ particles. Measurement of local microscopic ring wear was made using a three-dimensional scanning instrument. The tendencies of ring surface topography changes during wear were analysed. Various methods of obtaining the local wear value during a low wear process were proposed and compared. We found that a spherical shape of dimples was superior to a drop shape with regard to wear resistance of steel rings.     

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     

水润滑塑料轴承的摩擦性能研究

用MPV—200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯(简称UHMW—PE)塑料合金轴承水润滑条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦系数和磨损率的影响，得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑超高分子量聚乙烯塑料合金轴承的实际应用提供理论依据。     

挤压型不锈钢向心关节轴承的摩擦磨损性能

研究挤压型不锈钢向心关节轴承在不同的试验参数下的摩擦磨损性能,分析其摩擦磨损形式。结果表明:不锈钢向心关节轴承的磨损形式以黏着磨损和磨粒磨损为主,磨损量随载荷的增大而增大,随摆动频率先减小而后增大;摩擦因数随载荷和摆动频率的增大而减小。     

冷轧高锰钢耐磨性及磨损机制研究

通过对高锰钢进行冷轧变形,考察了不同变形量下冷轧高锰钢的硬度变化,利用自制三体磨料磨损试验机测试了不同磨料磨损工况下,固溶态及其冷轧态的磨损特性。结果表明,冷轧变形可以大幅提高高锰钢的硬度。在软磨料的磨损条件下,冷轧变形可以有效提高高锰钢的耐磨性;在硬磨料的磨损条件下,冷轧变形对耐磨性没有贡献。利用M M Khruschov的磨损区域理论和E Rabinnowicz的磨损模型解释了在软磨料磨损条件下,冷轧变形提高高锰钢耐磨性的机制;同时利用K H ZumGahr的磨损模型解释了在硬磨料磨损条件下,冷轧变形对高锰钢耐磨性没有贡献的机制。     

热压烧结氧化锆陶瓷的微磨料磨损机制研究

采用真空热压烧结工艺,在1 600 ℃下制备了含5%Y2O3稳定剂的氧化锆陶瓷.运用SEM、XRD等手段研究了氧化锆陶瓷的组织结构、性能,并研究了微磨料磨损条件下氧化锆陶瓷的摩擦磨损性能.结果表明:氧化锆具有良好的耐磨料磨损性能,微磨料磨损条件下,其磨损机制主要以微犁削和塑性变形为主.     

轮胎磨损对汽车电控系统的影响

本文以一例故障,阐述车轮传感器用于监视车轮的转动状态,当各轮胎磨损不同时,即使车轮行走正常,车轮传感器发出的转速信号,也会使计算机系统出现误判断。在ABS系统控制轮胎的滑移时,或驱动力控制系统控制驱动轮的滑转时,或发动机制动力矩控制时,都会因轮胎磨损出现控制不当的情况。另外,汽车行驶系统有不良表现时,也要考虑到轮胎磨损对电控系统的影响。     

自润滑轴承磨损行为的数值仿真

基于大型非线性商业有限元软件ABAQUS,开发了可用于计算自润滑轴承磨损情况的用户子程序。该子程序可以根据接触面上的压力和相对速度等条件计算出各节点的瞬时磨损速度,同时根据磨损量对磨损面上网格进行自动调节,以形成新的接触面和压力分布,从而实现轴承应力分布、局部接触压力、接触面积等物理量随磨损的增加而不断更新。基于ABAQUS和该磨损子程序,模拟了自润滑轴承在运行过程中衬套的长时间磨损情况,计算出了在运行过程中衬套不同区域的磨损量、接触压力和变形并分析他们随时间的演化过程。结果表明:在轴承磨损之后,尤其是经过长时间的磨损,实际接触压力和接触面积相对于初始情况会有很大的改变;基于ABAQUS和该磨损子程序得到的磨损深度以及接触压力等的演化情况与文献中的实验与计算结果相符,验证了建立的模型是有效可靠的。     

On the Abrasion of Ultrafine WC–Co Hardmetals by Small SiC Abrasive

Abrasive wear of a series of WC-(5–14 wt.%)Co hardmetals was investigated employing P800 and P120 SiC abrasive papers. It was found that if fine abradant was utilized, submicron grades demonstrated substantially higher wear rates than the coarse grades. Such a behaviour was associated to different wear mechanisms operating for fine and coarse grades and correlated to the ratio of the abrasive size to size of the hard WC phase.     

水介质润滑下车轮钢磨损机制研究

利用往复滚动试验装置,研究了水介质作用下车轮钢的往复滚动摩擦磨损机制.结果表明:接触界面存在水介质条件下的车轮钢摩擦因数明显低于干态工况下的摩擦因数;水介质润滑条件下车轮钢磨损以磨粒磨损为主,水介质的存在减小了车轮钢表面的磨损,同时减轻了车轮钢表面的剥离损伤.