氧化铈改性织物衬垫对自润滑关节轴承成膜机理的影响

通过对聚四氟乙烯（PTFE）/芳纶纤维复合编织衬垫进行氧化铈改性处理,利用自制的关节轴承性能试验机,在摆动频率2.5 Hz、摆角±10°条件下,对氧化铈改性处理自润滑关节轴承的摩擦学性能随连续摆动次数的变化进行了探讨,并采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)观察分析了轴承的成膜及磨损机理。结果表明,氧化铈改性处理使自润滑关节轴承的摩擦学性能得到了提高,尤其对提高其耐磨性及防止轴承温度升高效果显著,其原因在于,经氧化铈改性处理的衬垫,其磨损表面在较短时间内形成均匀稳定的片层状PTFE转移膜,转移膜平整光滑、厚薄均匀且耐磨性好;氧化铈改性处理轴承衬垫仅发生了轻微的粘着磨损和磨粒磨损,而未经改性处理的轴承衬垫则发生了较严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

基于虚拟祥机的无返回力矩钟表机构动摩擦系数确定方法

提出了基于虚拟样机的无返回力矩钟表机构动摩擦系数确定方法，介绍了ADAMS中转动副的摩擦计算模型，根据文献确定了动摩擦系数的范围为0.03～0.15，构建了无返回力矩钟表机构的2D/3D混合仿真模型，利用一维离散优化搜索中的二分查找思想进行仿真，得到了钟表机构的动摩擦系数为0.11．     

战术武器电动舵系统用电精细化设计

针对战术武器舵系统用电设计余量大的问题,提出了一种基于控制数据分析的电动舵系统用电精细化设计方法。该方法首先根据制导和姿控数据对舵系统的负载力矩、角速度、角加速度进行精确分析,然后基于舵系统功率平衡方程和力矩平衡方程对舵系统电流变化精确分析计算;最后基于精确分析的电流变化确定舵系统的正常工作电流和峰值工作电流范围。与传统分析方法相比,额定电流降低了70%,峰值电流降低了33.3%,初步验证了精细化设计方法的有效性。     

某新型架座散布精度不合格原因分析及改进

针对某新型架座射击过程中出现散布精度不合格的问题,从架座传动构件结构设计、传动副间隙传递设计等方面进行了分析,提出了影响架座散布精度的几个主要参数,通过传动副结构和尺寸公差分配等方面改进设计,降低了传动间隙对架座散布精度的不利影响。试验表明,改进后的架座不但保证了散布精度要求,还提高了生产效率。     

湿式多片离合器结构特征对接触压力特性的影响

针对湿式多片离合器的实际结构特征，建立多摩擦副系统有限元模型和热力学数值模型，研究压板厚度、卡簧宽度、摩擦副数等结构参数对摩擦副间接触压力差异性的影响，并通过离合器静压实验验证数值模型的正确性。制定摩擦副间接触压力差异性评价指标，提出离合器最优结构特征。研究结果表明：离合器的压板厚度和卡簧宽度对离合器接触压力差异性的影响最大，摩擦副数对其影响较小；增大压板厚度和卡簧宽度可以显著降低接触压力分布的差异性和摩擦副的径向温差；相比于初始工况，最优工况下摩擦副的最大压差和温差分别降低82%、61%。     

某雷达多连杆倒伏机构运动学和动力学仿真

针对某雷达倒伏机构轻量化、小型化、空间受限等问题,提出双摇杆多连杆倒伏机构解决方案,采用封闭矢量原理和辅助几何解法进行设计分析,运用计算机辅助工具Matlab/Simulink和SimMechanics相结合建立3维动态仿真模型,对机构进行机电一体化的动态仿真和优化设计,并分别得到原动摇杆转动副、从动摇杆转动副的角度、速度、加速度和驱动力曲线结果.仿真结果表明:该方法充分展示了连杆倒伏机构的运动和动力特性,验证了其设计可行性,为传动结构和控制系统的设计提供了重要依据.     

具有间隙非线性的全动舵系统的颤振分析

研究了超声速来流中含间隙舵系统的颤振问题。通过建立舵机传动机构的动力学方程并采用翼段模型和活塞理论,导出了俯仰方向含有间隙的舵面的非线性气动弹性动力学方程,利用 Hopf 分叉理论计算了舵面的颤振速度,并采用描述函数法分析了含间隙舵面的气动弹性响应。在此基础上,研究了传动机构的动态特性和间隙对舵面的颤振速度和极限环振荡行为的影响。研究表明：舵机静刚度较低时,需要考虑其动刚度对颤振速度的影响;仅当间隙内的俯仰刚度较小时,舵面的气弹响应才会发生亚临界 Hopf 分叉;在飞行速度一定的情况下,间隙量增大1倍,极限环振荡的振幅近似增加1倍。     

启事

喷水推进是利用向船后喷射水流的反作用力使船前进的一种船舶推进方式。它的转向机构可以沿用传统螺旋浆推进舰船的船舵系统,即利用偏转的舵面与水流作用,产生一个与舰船航向垂直的力矩,推动舰船转向;也可以采用喷水推进系统特有的转向机构——推力矢量转向。推力矢量转向系统通过采用特殊的可偏转的尾喷管,使得喷射的水流可在一定角度内偏转,从而将喷水推进力的一部分变成操纵力。推力矢量转向系统省去了外露的舵面,可使舰船的航行阻力降低,结构更趋于简单,此外,推力矢量转向系统的效率也较高,尤其是在舰船低速航行时的转向效率明显优于船舵系统。     

氢氧发动机大尺寸薄壁C/C-SiC复合材料喷管设计与研究

为了有效提高发动机比冲和推质比，研究了大尺寸薄壁C/C复合材料喷管技术。通过法兰连接和闭锁装置实现了喷管各段的连接；通过预制体与致密化技术研究，突破了C/C-SiC材料长时间抗氧化技术；通过从制造工艺稳定性和型面控制等方面的研究，实现了大尺寸薄壁旋转件精确型面的生产加工，使出口直径为1060.8mm的C/C-SiC喷管通过100s的高空模拟试车考核，试车后结构完好。研究结果表明：大尺寸薄壁C/C复合材料喷管的成功研制为后续其在上面级发动机上的应用奠定了基础。     

某自行加榴炮协调器改进

为了解决某自行加榴炮协调器在使用过程中出现故障较多的问题,提高供输弹系统的可靠性,对协调器工作过程的故障进行了统计,确定了电机驱动系统及蜗轮蜗杆传动为主要故障。分析得出故障的主要原因是驱动电机输出力矩不稳定与传动齿轮误差的作用下,使协调器运行中产生受迫振动,从而加剧了传动部件的磨损疲劳以及电机损伤的问题,造成协调器故障率上升;同时由于协调臂刚度不足,导致影响了系统协调精度。改进后的协调器使用油缸直接驱动协调臂,提高了动力输出密度,简化了传动结构,加强了协调臂刚度。通过仿真进行对比,改进后协调器弹性位移平均降低约28%,协调运动过程较之前更为平稳,在同等工况下,改进后协调器运行减速段增加约16.7%,为协调器的改进设计和性能优化提供参考。     

织物衬垫编织工艺对自润滑关节轴承摩擦学性能的影响

为了了解织物衬垫在不同的编织工艺下自润滑关节轴承的摩擦磨损机理,采用不同的编织工艺制备了两种聚四氟乙烯(PTFE)/芳纶纤维自润滑编织衬垫,在一定工况下,对两种不同衬垫下的自润滑关节轴承的摩擦学特性进行了研究,并用扫描电子显微镜和能谱仪对衬垫磨损面和对偶面进行了微观分析。研究结果表明：在高频重载条件下,A工艺衬垫（先将两种纤维混并加工成纱线,再将其与芳纶纤维编织成织物）关节轴承的摩擦学性能较差,磨损机理主要是严重的疲劳磨损和粘着磨损;B工艺衬垫（PTFE纤维和芳纶纤维相互交织而成,摩擦面富含PTFE纤维,粘结面富含芳纶纤维）关节轴承则表现出良好的摩擦学性能,相对于A工艺衬垫关节轴承其耐磨性得到提高,磨损机理主要为轻微的粘着磨损和磨粒磨损,可见衬垫的编织工艺在很大程度上影响了关节轴承的摩擦学性能。     

自润滑杆端关节轴承的摩擦性能研究

利用自制高频重载杆端关节轴承摩擦磨损试验机,研究了不同摆动频率下,尼龙、 PTFE、青铜、铜基粉末冶金4 种衬垫材料杆端关节轴承摩擦系数、线磨损量和摩擦温度的变化规律;借助扫描电子显微镜(SEM)对比分析了4 种杆端关节轴承衬垫材料的磨损表面。试验结果表明:PTFE 衬垫轴承的摩擦学性能最优,其次是尼龙衬垫轴承,并且其热传导性和热稳定性较好,铜基粉末冶金衬垫轴承的摩擦学性能最差;在3. 0 Hz 和16 MPa 条件下,尼龙衬垫轴承为轻微磨损, PTFE 衬垫轴承为轻微剥落磨损,青铜衬垫轴承为严重的磨粒磨损和疲劳磨损,铜基粉末冶金衬垫轴承为粘着磨损。     

推力球轴承摩擦力矩特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了推力球轴承动力学分析模型以及摩擦力矩数学模型,仿真分析了不同结构参数、工况参数对摩擦力矩特性的影响规律,并进行了对比验证。研究结果表明：自旋滑动产生的摩擦力矩约为推力球轴承总摩擦力矩的70%;从推力球轴承的设计角度,在保证保持架稳定性的前提下,可以适当增加钢球数和增大保持架兜孔间隙来减小轴承摩擦力矩,但钢球数对摩擦力矩的影响更为明显,且对轴承结构影响最小,应优先考虑;随着轴(座)圈沟曲率半径系数的增大,轴承摩擦力矩呈现指数形式减小,当轴(座)圈沟曲率半径系数达到0.56以后,轴(座)圈沟曲率半径系数的增大对轴承摩擦力矩影响很小,但考虑到推力球轴承的承载能力,轴(座)圈沟曲率半径系数应在0.56~0.58之间选取较为合适;从推力球轴承的使用角度,倾覆力矩、外载荷冲击量和轴承转速会对轴承的摩擦力矩产生显著影响,且外载荷冲击量的影响程度最大。     

推力滚针轴承摩擦力矩特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了推力滚针轴承动力学微分方程,采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的算法求解其动力学微分方程,在此基础上建立了推力滚针轴承摩擦力矩数学模型。研究了工况参数和结构参数对推力滚针轴承摩擦力矩特性的影响,结果表明：推力滚针轴承摩擦力矩主要分量为滚针-滚道间滑动摩擦,在高速时,保持架-滚针间摩擦也成为主要分量,且较小的兜孔间隙有利于降低轴承摩擦力矩;推力滚针轴承存在一个最佳转速使用范围,使轴承摩擦力矩最小;轴承摩擦力矩与轴向载荷呈正比,且比例系数随着转速的增大而减小;滚针修缘可明显降低轴承摩擦力矩,比较其修缘类型,全凸圆弧修缘滚针更有利于降低轴承摩擦力矩;随着滚针个数和有效长度的增大,轴承摩擦力矩随之增大;随着滚针直径的增大,轴承摩擦力矩减小;应合理优化这些参数,以降低轴承摩擦力矩。     

四轴平台新型框架支承系统

新型高精度框架支承系统，即带预紧“无间隙”自润滑轴承框架承系统的结构形式为固定端用成地面对大接触角轴承，游动端用成对面对面小接触角轴承。这种新型框架支承的特点是通过准确可靠的顶紧，提高了系统支承刚度，解决了稳定平台台体的定位精确度问题。     

预紧力与装配偏差对航天轴承摩擦力矩的影响研究

针对低速、轻载航天轴承的摩擦力矩,建立了固体润滑航天轴承摩擦力矩的数学模型。结合拟静力学建立轴承受力平衡方程,研究径向装配位置偏差引起钢球受载变化情况,分析了轴向预紧载荷与径向装配位置偏差对航天轴承摩擦力矩的影响规律。研究结果表明：弹性滞后摩擦力矩、微滑动摩擦力矩和自旋摩擦力矩都随着轴向预紧载荷、径向偏载荷增加而增大;在轴向预紧载荷作用下,摩擦力矩组成分量中的弹性滞后摩擦力矩和自旋摩擦力矩增长趋势为下凸,微滑摩擦力矩增长趋势为上凸;而在径向位置偏差引起的径向偏载荷作用下摩擦力矩组成分量增长趋势为上凸;微滑动摩擦力矩和弹性滞后摩擦力矩为航天轴承摩擦力矩的主要组成部分;轴向预紧载荷和径向偏载荷导致摩擦力矩随其增加而增加,其中对差动摩擦力矩的影响作用最为显著,对弹性滞后摩擦力矩的影响次之,对自旋摩擦力矩的影响最弱。     

液粘离合器带排扭矩影响因素的试验研究

通过试验研究了转速、油液温度及摩擦副间隙对液粘离合器带排扭矩的影响,结果表明:转速增加,带排扭矩增大;油温升高,带排扭矩减小;摩擦副间隙增大,带排扭矩减小.试验研究的结果对进一步研究液粘离合器带排扭矩有一定的现实意义.     

圆锥滚子轴承的布置方式和轴向游隙的合理确定

圆锥滚子轴承的布置方式和轴向游隙的控制直接影响轴承的载荷分布、使用寿命,以及传动部件的运转性能和可靠性.以某传动装置中的一对圆锥滚子轴承为例,对其不同工况下的选配方案进行了优劣性比较;同时采用仿真计算的分析方法,从系统的角度对这对锥轴承的载荷分布、润滑、损伤率以及对齿轮运转产生的错位量进行了分析,认为主动锥齿轮轴采用圆锥滚子轴承"背对背"布置方式的支撑方案优于"面对面"方式的支撑方案,而且轴承的轴向游隙控制在0.05～0.07 mm范围内,可以确保轴承润滑品质和锥齿轮轴系啮合的稳定性.该传动装置经过跑车试验和台架性能考核试验后,圆锥滚子轴承和锥齿轮运行状态良好,证明了该圆锥滚子轴承的布置方案和轴向游隙控制的合理性.