牙轮钻头滑动轴承材料磨损性能的正交试验

要保证牙轮钻头在高转速下的使用寿命，关键在于轴承，严重的粘着磨损即胶合，是牙轮钻头滑动轴承主要的失效形式，本文针对一系列可供选择的滑动轴承材料，以正交试验讨论了其相互配磨的摩擦系数与磨损量，为选择和配用滑动轴承材料提供了依据，试验分析知，经ＣＶＯ处理的硬质合金与硬质合金配磨时其摩擦系数较小，配磨副之间的磨损量最小，是理想的硬对硬滑动轴承材料，若为提高抗胶合性，则应选铅基巴氏合金等等。     

等、变径浮动滑动轴承耐磨性能实验分析研究

对等直径浮动滑动轴承和变直径浮动滑动轴承在相同条件下进行了磨损实验.在等压作用和其它条件相同的情况下,通过改变工作转速、内外圈间隙、内外圈间隙比、磨损量等参数,进行了多因素的实验,分析其结果,发现无论转速如何变化,对变径轴承,当内间隙较大,外间隙较小时平均磨损量较小;对等径轴承,间隙比较小的磨损量较小.总的趋势是变径轴承的磨损量远小于等径轴承的磨损量.据此得出了变径轴承易于形成动压润滑油膜,其磨损量大小和摩擦功耗远小于等径轴承,从而表明变径浮动轴承具有较等径浮动轴承更优的承载能力;实验研究表明:浮动轴承的内外间隙比在1.17～1.20较为合理,随着转速的增加,可以提高轴承的工作稳定性,减少磨损等结论.     

高速高比压织构滑动轴承热弹流润滑分析

齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)的星型齿轮传动系统使用滑动轴承作为支承。GTF滑动轴承在高速高比压工况下工作,油膜压力较大,导致轴承会发生弹性变形。考虑滑动轴承的弹性变形以及润滑油温黏效应等的影响,基于计算流体动力学方法建立了高速高比压织构滑动轴承的三维热弹流润滑分析模型,研究了考虑弹性变形影响的织构滑动轴承热流体润滑性能,并对比了织构滑动轴承和无织构滑动轴承的热弹流润滑性能。结果表明:考虑弹性变形的影响后,在相同大偏心率工况下织构滑动轴承的最大油膜压力、承载力和最大油膜温度均会明显降低,周向承载区域明显扩大,且温度和油膜压力在圆周方向上的变化也更加平缓;对比织构滑动轴承和无织构滑动轴承,两者的最大油膜压力、承载力、最大油膜温升和摩擦系数无明显差异,但油膜承载区的弹性变形有明显减小。     

高铝浇注料高温耐磨性影响因素的研究

利用新研制的高温耐磨实验设备,以高铝浇注料为原料,研究了水泥加入量（3%、6%、9%）、热处理温度（6001、000、1 200℃）和临界粒度（5、8、15 mm）对材料高温耐磨性的影响。结果表明,随着水泥含量的增加,试样的磨损体积在常温和1 000℃下逐渐减小,1 200℃时略有增大。采用-ρAl2O3微粉代替铝酸钙水泥作结合剂,两者的耐磨性在各试验温度下差别不大。试样经不同温度热处理后,其磨损量随着试验温度的变化趋势是相似的,即磨损量随着试验温度的升高而降低;经6001、000℃处理后的试样,各试验温度下其磨损量均较小,但经1 200℃处理后的试样,其磨损量稍大一些。温度为1 000℃时,浇注料的磨损量随着临界粒度的增大而降低;1 200℃时,浇注料磨损量随着临界粒度的增大变化不大。     

电站锅炉中受热面温度对灰磨损影响规律的试验研究

在热态冲蚀磨损的试验台上完成的20~#碳钢表面温度变化时,飞灰冲蚀磨损的影响规律试验表明:飞灰磨损相对磨损量随金属表面温度的升高而降低(在试验温度范围内)。进一步的测试和分析指出:金属的氧化膜随温度的升高而增厚,所以起到了保护金属基质的作用。文中首次采用温度指数来表征金属表面温度对相对磨损量的影响,并利用二元线性回归的方法处理试验数据建立了金属表面温度在190～350℃范围内20~#碳钢相对磨损量计算的数学模型。     

飞灰磨损基本规律的试验研究

在试验研究的基础上，建立了较为完善的飞灰磨损数学模型，通过试验研究结果总结了速度指数，飞灰粒度旨数，温度指明数等与相对质量磨损量之间的关系，并进一步分析了冲刷角工系数和材料抗磨性能系数和磨损量之间的关系。     

基于油温与油液分析法的滑动轴承故障诊断

通过对滑动轴承故障形式及故障特征的分析,提出一种利用润滑油进出口温度和润滑油成分的变化,来判断轴承是否出现故障的方法,该方法简单可行,特别适用于滑动轴承故障诊断的初期阶段。     

碳纤维/铜复合涂层材料研究

采用碳纤维替代铜锡铅三元轴承合金中的铅组元,以提高铜基复合涂层的耐磨减摩性能及避免铅对环境的有害影响.通过金相显微镜观察添加了碳纤维的铜基复合涂层的微观组织,并对其显微硬度、磨损量和摩擦因数进行测量.结果表明:镀铜碳纤维与铜基体结合良好,当碳纤维体积分数(φ)为0～9％时,随碳纤维体积分数的增加,涂层的显微硬度、耐磨性能和减摩性能也随之提高,有望用于替代含铅铜基滑动轴承.     

液体动压滑动轴承温度场的分析与计算

本文对轴瓦的温度分布采用模拟薄膜平衡状态时最小位能原理,用有限元法建立计算关系式,对液体动压滑动轴承的温度场工况提供了精确的计算方法。     

具有半球形凹坑表面的滑动轴承润滑分析

具有非光滑表面的滑动轴承具有一些独特的性质,适当的表面凹坑对径向滑动轴承的润滑性能可能有一定的改善作用。为研究球形凹坑对径向滑动轴承润滑特性的影响,本文建立了具有不同形式球形凹坑的径向滑动轴承润滑分析的数学模型。利用有限差分法进行求解,得到径向滑动轴承的油膜压力与承载力,并研究凹坑的个数、尺寸、分布规律及凹坑深度对径向滑动轴承的润滑特性的影响。计算结果表明:与光滑面相比,在充分润滑状态及轴承几何运动参数不变情况下,合理的凹坑个数、尺寸参数、分布形式及凹坑深度对提高径向滑动轴承的油膜压力及承载能力具有一定的改善作用。     

高速牙轮钻头轴承表面强化技术实验研究

针对目前牙轮钻头因轴承耐磨性差、寿命短而不能适应高速钻井需要的问题,应用表面工程技术和摩擦学的相关理论,开展了牙轮钻头滑动轴承表面强化工艺和材料的系列实验研究,并测试其性能.进行了组织结构分析和耐磨性、耐冲击性能等实验研究.几种方法的时比实验表明:采用等离子堆焊DH-60粉末后轴承表面涂层致密、孔隙率低、组织结构致密、缺陷少、涂层与基体材料的结合强度高,并且磨损量较小,磨损后试样基本无裂纹等缺陷,耐磨性提高30%左右,可以有效提高牙轮钻头轴承的使用寿命.     

滑动轴承衬套孔合理尺寸偏差的确定

分析了滑动轴承的轴径、衬套内外径和机架轴承部分孔径由于装置温度和工作温度与加工温主东同时，其尺寸的变化，及由于衬套与机架孔的过盈装配使孔尺寸的缩小量。提出了确定衬套径合理尺寸偏差方法。     

牙轮钻头滑动轴承所用材质的磨损试验研究

本文列出了四种钻头的材质,热处理状态及磨损破坏情况的解剖分析结果,并通过五种不同材质的模拟磨损试验表明了磨损量、摩擦系数及温度的变化等与试件材质性能,结构之间的关系。     

钻井泵缸套活塞材料磨损关系的探讨

本文应用多元回归分析方法研究了钻井泵缸套材料的磨损量与其硬度的关系、活塞与缸套对磨时活塞材料的磨损量与缸套的光洁度的关系、建立了磨损量的回归方程,并求得了磨损率最小的工作条件。     

基于激光熔覆复合涂层的滑动轴承制造工艺研究

为了增强滑动轴承面硬度和耐磨性,提高滑动轴承工作性能与使用寿命,提出了一种基于TiC-TiB2增强Co基复合涂层激光熔覆增材制造技术的滑动轴承制造工艺.实验结果发现复合涂层中TiC、TiB2物质对基材的硬度和耐磨性有较明显提高.     

基于磨损分析的维修决策模型

根据机械设备零部件磨损过程及磨损故障的特点,综合考虑实际运行时各类生产条件等因素变化,设定零部件允许磨损量服从正态分布,零部件磨损量为随机变量,以维修费用最低为原则,建立了维修费用与磨损量随机变量的关系,并由此求解出最优的维修磨损量值,再运用灰色模型得出磨损量与运行时间的函数关系,由此导出最低维修费用下的最佳维修周期T的决策模型．     

还原性气氛下熔渣中铁的富集及析出机理研究

以Shell煤气化过程中产生的工业渣样(正常渣样和非正常渣样)和不同温度与还原性气氛下烧制的煤灰渣样(实验渣样)为研究对象,利用XRD,XRF,SEM-EDX研究了还原性气氛下熔渣中铁的富集及析出机理.结果表明:正常渣样组成稳定,主要为非晶态熔体;非正常渣样按矿物组成分为两类,一类以钙长石晶体为主,另一类以陨硫铁和铁单质为主.非正常渣中钙长石的生成与铁的富集和析出有内在联系;在相同还原性气氛下,随温度升高,钙长石晶体矿物相对含量增加,促进了含铁矿物的转化,导致Fe-S-O熔体的富集,进一步被还原成铁单质.在25%CO气氛1 200℃和50%CO气氛1 100℃的条件下熔体中均检测到了相对含量分别为0.44%和1.11%铁单质,验证了工业渣样的分析结果及析铁机理.     

牙轮钻头滑动轴承工作温度的测试

本文叙述关于牙轮钻头滑动轴承工作温度的台架测试情况和结果。试验是用8 1/2″全尺寸钻头在模拟井下工作条件的情况下进行的。作者通过大量的试验,不仅测定了在不同的工作条件下钻头滑动轴承系统可能产生的最高温度,而且分析了轴承温升和各种钻井参数之间的相互关系。这些测试结果,对于改进钻头轴承系统的结构,筛选轴承材料,改善轴承的润滑,以及制订钻头的检验标准等,都有参考价值。     

不同轴瓦结构滑动轴承-转子系统的稳定性

针对可倾瓦滑动轴承稳定性机理研究方法不完善的问题,提出可倾瓦滑动轴承三维润滑流场计算方法.该方法基于计算流体动力学软件FLUENT、结合自行开发的动网格算法可对可倾瓦滑动轴承三维润滑流场进行瞬态计算,与转子动力学计算耦合可以得到可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统在不同转速下的轴心轨迹.对可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统进行不同转速下的振动试验,测试轴颈的振幅以及涡动中心的偏移情况.结果表明,相比常规固定瓦滑动轴承(圆柱、椭圆和三油楔轴承),可倾瓦滑动轴承得到的轴心轨迹幅值更小、涡动中心沿载荷作用方向下沉更低且偏位角几乎为零,试验结果与理论计算吻合一致.     

滑动轴承的压力和应力分析

对发动机的滑动轴承进行了数值计算分析，求解了轴承的雷诺方程、粘度方程、密度方程与载荷方程，得到压力分布与油膜厚度分布，进而由接触力学分析得到轴承衬内的应力分布，应力分布影响材料的塑性变形，这对分析滑动轴承的胶合失效有实际意义。根据计算结果，建议由最大Mises应力来指导滑动轴承的设计。