计入粗糙度的液压缸仿生微织构耦合效应研究

在间隙密封液压缸缸筒的内表面构造仿生菱形微织构,研究计入液压缸摩擦副表面粗糙度与表面微织构对液压缸缸筒内表面摩擦润滑性能的耦合影响。利用等效流量法求解表面微织构与表面粗糙度的耦合效应,同时以液压缸常用材料45钢为试件开展摩擦学试验,并对试验结果和仿真结果进行比较。研究结果表明:液压缸摩擦副的表面粗糙度与表面微织构耦合作用非常明显,合适的表面粗糙度和表面微织构尺寸,可使液压缸缸筒内表面从混合润滑状态转变为流体润滑状态,从而增大缸筒内表面的动压润滑效应;缸筒内表面的菱形微织构形貌存在最优组合,使得液压缸缸筒内表面的摩擦因数最小、润滑性能最好。     

磷酸酯对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型微动摩擦磨损实验机分别考察了Ti6Al4V/钢摩擦副在3种磷酸酯润滑下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了Ti6Al4V磨斑表面形貌和典型元素的化学状态.结果表明,磷酸三甲苯酯作为Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑剂,其摩擦学性能明显好于磷酸二(2-乙基己基)酯和磷酸三丁酯.载荷和频率对磷酸三甲苯酯摩擦因数和磨损率的影响不同,摩擦因数随载荷和频率的增加变化不显著,磨损率随载荷的增加逐渐增加,随频率的增加先急剧下降,然后缓慢降低并趋于稳定;其磨损机制为在磨损表面形成牢固的边界膜,保护底材不受磨损.     

磷酸酯对Ti6A14V／钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型微动摩擦磨损实验机分别考察了Ti6A14V／钢摩擦副在3种磷酸酯润滑下的摩擦磨损性能，并利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了Ti6A14V磨斑表面形貌和典型元素的化学状态。结果表明，磷酸三甲苯酯作为Ti6A14V／钢摩擦副的润滑剂，其唪擦学性能明显好于磷酸二（2-乙基己基）酯和磷酸三丁酯。载荷和频率对磷酸三甲苯酯摩擦因数和磨损率的影响不同，摩擦因数随载荷和频率的增加变化不显著，磨损率随载荷的增加逐渐增加，随频率的增加先急剧下降，然后缓慢降低并趋于稳定；其磨损机制为在磨损表面形成牢固的边界膜，保护底材不受磨损。     

超音速火焰喷涂锡青铜-钢基双金属材料摩擦性能

采用超音速火焰喷涂QWFSn8Zn3粉末制备钢背双金属材料。研究不同润滑介质、不同表面粗糙度和不同摩擦载荷对超音速喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦性能的影响。分析锡青铜涂层的磨损形貌和磨损机制。研究结果表明:抗磨液压油润滑条件下,涂层有最小的摩擦因数0.093,30#润滑油、液体石蜡和固体MoS2润滑下涂层摩擦因数分别为0.099、0.107和0.099;随表面粗糙度减小,喷涂锡青铜-钢基涂层摩擦因数逐渐减小;随着摩擦载荷的增加,喷涂层摩擦因数逐渐减小;不同润滑介质条件下,涂层存在磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损共同作用的磨损机制。     

二硫化钼膜在不同润滑条件下的摩擦学性能分析

通过MoS2膜/钢、钢/钢摩擦副在干摩擦、油和脂润滑条件下的球-盘式摩擦学试验,对比分析润滑条件、载荷、速度对MoS2膜摩擦因数的影响。结果表明:在其他条件相同时,油和脂润滑条件下,MoS2膜在零速启动、中低速情况下的动、静摩擦因数均比MoS2干膜和钢/钢摩擦副要低;MoS2膜在干摩擦、油和脂润滑条件下,摩擦因数均随载荷增加而降低,表明法向载荷越高,MoS2膜的减摩性能越好。     

青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能

在MM-200摩擦磨损试验机上研究了青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电镜(SEM)对磨损表面形貌进行了观测和采用X射线能谱分析(XPS)分析了涂层成分。结果表明,在水润滑条件下涂层摩擦因数和磨损率均低于干摩擦条件下;在水润滑条件下磨损机制为轻微磨粒磨损和犁削磨损,在干摩擦下主要是较为严重的粘着磨损和犁削。这是由于水润滑降低了摩擦副界面温度,提高了石墨润滑膜的韧性,改善了润滑效果,从而阻止了粘着磨损的发生,水还促进了钢偶件表面致密氧化膜的形成,从而减轻磨损。因此水润滑对涂层磨损性能有较大影响。     

稀土化合物改性复合材料在油润滑下的摩擦学性能

以竹纤维为增强相,通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料;采用环块式摩擦磨损实验,研究稀土化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、转速对试样摩擦学性能的影响,以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦学性能的影响;比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能,观察和分析试样磨损表面形貌,探讨其磨损机制。实验结果表明:油润滑条件下,稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加;较高载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小,而磨损率则呈现逐步增加的趋势;稀土化合物的改性使竹纤维和基体界面结合更为紧密,提高摩擦因数的同时降低了磨损率;在油润滑作用下,试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨损转变成为轻微的疲劳磨损;在油润滑状态下,复合材料处于边界润滑状态,故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。     

赛龙轴承材料摩擦学性能的试验研究

利用数显式高速环块摩擦试验机,对赛龙轴承试块/镀镍钢环配副,分别在干摩擦、湿润滑、海水润滑条件下,进行摩擦磨损试验研究,分析赛龙轴承的摩擦磨损性能.结果表明:赛龙干摩擦时的平均摩擦因数为0.4左右,相对其他非金属材料,赛龙的干摩擦性能较好,但赛龙不耐高温,高温时材料表面会被破坏生成丝状磨屑;湿润滑时赛龙的摩擦因数比干摩擦时的低,说明湿润滑时已处于边界润滑状态;海水润滑时摩擦因数较低,此时润滑状态逐渐变为完全流体动压润滑状态.正交试验结果表明,干摩擦和湿润滑时,转速变化对摩擦因数的影响较大;海水润滑时,载荷变化对摩擦因数影响较大.     

Ag膜在干摩擦、油和脂润滑下的摩擦学性能研究

精密运转部件表面沉积一层软金属银和银基固体薄膜可以有效地降低摩擦、减小磨损。通过钢球/镀Ag膜摩擦盘在干摩擦、4122油和L252脂润滑条件下的球-盘摩擦学试验,研究Ag膜在油和脂复合润滑下的摩擦学性能,分析润滑条件、载荷、速度对Ag膜摩擦因数的影响。试验结果表明:在4 N法向载荷和油、脂润滑下,与干摩擦相比,镀Ag膜摩擦副的最大静摩擦因数分别减小了10.7%和6.1%;在0～2 000 r/min转速范围内,Ag膜摩擦因数随转速增加而减小,与干摩擦相比,油润滑下Ag膜摩擦因数减小9%～48%,脂润滑下Ag膜摩擦因数减小17%～52%。Ag膜在干摩擦、4122润滑油和L252润滑脂复合润滑下,摩擦因数均随载荷增加而降低;Ag膜摩擦副/钢球在油、脂复合润滑下启动摩擦力矩小,摩擦副在宽转速范围内摩擦因数变化小,运转平稳。     

氧化铝陶瓷在腐蚀环境下的摩擦磨损性能

研究了氧化铝陶瓷在HCl溶液、NaOH溶液和去离子水3种润滑介质下的摩擦磨损性能,获得其在不同滑动速度下的摩擦因数、磨损体积和表面形貌.结果表明:酸性环境抑制了硅和铝的氢氧化物膜的产生,导致在HCl溶液润滑下摩擦副的摩擦因数高,氧化铝陶瓷表面磨损严重;以NaOH溶液为润滑介质时摩擦副的摩擦表面成膜度最高,摩擦因数最低,...     

A laboratory simulation for stick-slip phenomena on the hydraulic cylinder of a construction machine

Stick-slip properties between steel and the glass fiber-reinforced nylon employed in the hydraulic cylinder of a construction machine were studied with a reciprocating tribometer as a laboratory simulator. A stick-slip evaluation method was established by introducing the running-in operation under certain operating conditions. Through studying the effect of sliding speed, the normal load and the viscosity, it was found that the sliding surfaces were operated in the mixed lubrication regime, where some friction modifiers were effective for elimination of stick-slip. Surface observation and surface analysis of the specimens after the tests indicated that stick-slip was mainly caused by an increase in the static friction coefficient due to transfer of iron oxide on to the seal surface from the steel surface. Subsequently, an attempt was made to correlate the results by the simulation test results for the hydraulic oil with those obtained by the hydraulic cylinder test.     

27SiMn焊接工艺的研究

27SiMn作为油缸制造的焊接母材,由于其焊接性能差,所以一直制约着油缸的焊接质量。为获得强度高,塑性、韧性好的优质27SiMn钢焊接接头,采用理论分析与试验研究相结合的方法,对该材料的焊接工艺进行了研究。研究结果表明,27SiMn的碳当量值大于0．4％,钢材淬硬性和焊接接头的冷裂纹敏感性强,要确保良好的焊接质量,必须采取焊前预热、控制层间温度、后热及焊后去应力退火等严格的焊接工艺措施。并经试验结果的验证,最终确定最佳焊接工艺,其焊缝满足了油缸焊接的关键技术要求。采用该焊接工艺对27SiMn钢进行焊接生产,可使焊接质量达到相应油缸的设计要求.     

基于径压胀形确定管材的摩擦因数

摩擦对管材液压成形有极大的影响,管材摩擦因数的确定是一项极其重要的工作。在分析比较现有测试方法的基础上,基于径压胀形原理及其变形规律提出确定管材液压成形胀形区摩擦因数的新模型。该模型以恒定内压力下圆形管材径压胀形成方形断面后,以断面对角线长度差作为确定摩擦因数的测量指标。对比对角线长度差的有限元数值模拟结果及实测结果,以此确定管材液压成形时胀形区的摩擦因数。对低碳钢及不锈钢管的有限元数值模拟分析表明：对角线长度差与摩擦因数及内压力均成指数关系,该长度差对摩擦力很敏感且可方便测量,也可作为针对管材液压成形胀形区润滑剂特性的评定指标。所提出的新模型具有简单、实用等优点。     

微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管充液压制成形方法研究

为了解决常规螺杆钻具寿命短与微小尺寸螺杆钻具等壁厚定子难加工的问题,本文采用充液压制成形工艺加工微小尺寸等壁厚螺旋管,基于304不锈钢拉伸实验,建立了充液压制成形等壁厚螺旋管有限元模型,用数值模拟方法研究管件外径、壁厚、液压力大小、液压力加载路径、压制速度、摩擦系数对螺旋管质量的影响。结果表明,管件外径为51.8 mm,壁厚为5.3 mm时,螺旋管质量较好,最大液压力为650 MPa,液压力加载路径为路径5,模具挤压速度为0.429 m/s,摩擦因数不超过0.125时,螺旋管加工质量较好,导程误差近似为0,壁厚误差小于8%,平均厚度为5 mm,螺旋管中部壁厚误差小于3%。研究结果可为生产实际中微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管的成形工艺提供参考。     

转叶式舵机密封件在不同磨粒尺寸下的摩擦学特征研究

船舶转叶式舵机因体积小、功率密度高而逐渐替代传统的柱塞式舵机.然而,磨损过程中产生的磨粒常使叶片密封件产生异常磨损,引起密封失效,导致油压下降,造成转叶式舵机功能丧失.明晰叶片密封件与缸体内壁之间的摩擦磨损机理以及提取关键磨损特征是提高叶片密封件的磨损寿命和实现转叶式舵机智能故障诊断的关键.以常用于制作密封件的聚氨酯高...     

液压缸低速爬行动力学研究

分别建立了横、垂向液压缸的低速爬行动力学模型，研究了不同要素对横、垂向液压缸低速特性的影响规律，并提出提高液压缸低速控制精度的方法。研究结果表明，减小液压缸活塞倾斜角度、静动摩擦因数差、摩擦降落系数、活塞质量，增大液压油阻尼系数、排除油液中的空气时可以改善液压缸低速爬行特性。     

热轧钢管坯料的选择

依据热轧无缝钢管的外径和壁厚允许偏差,提出了合理选择镗滚压加工液压缸筒所用热轧无缝钢筒坯料的方法,并给出了常用缸筒坯料选择表。     

双辉光离子渗铜对缸套-活塞环摩擦学性能的影响*

为研究铜元素对缸套-活塞环摩擦学性能的影响,通过双辉光离子渗透技术在缸套材料表面加工出不同厚度的渗铜改性层,使用RTEC多功能摩擦磨损试验机开展不同负载、不同润滑条件下的模拟试验,采集并分析试验过程中的摩擦因数以及试验后体积磨损量和磨损表面形貌,研究渗铜改性层对缸套材料摩擦学性能的影响规律及作用机制。结果表明：渗铜处理可有效降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量;高载荷和干摩擦条件下渗铜改性层的减摩抗磨作用效果尤为显著,最高可使摩擦因数分别降低13.15%和30.86%,磨损量分别降低30.70%和38.57%;渗铜后缸套-活塞环磨损表面形貌平整,摩擦表面形成了铜含量较高的润滑膜层,该表面膜起到了减摩、耐磨的作用。     

The effect of the additive concentration in emulsions to the tribological behavior of a cold rolling tube under sliding contact

The industrial steel tube in the cold rolling processes under liquid lubrication was simulated in a recovered cutting machine to study the tribological performances of an emulsion with four different concentrations of an emulsifier. The test machine was equipped with a device to measure the electrical contact resistance (ECR) between the rubbing surfaces of a steel tube and a roller. The ECR readings were useful to identify the existence of a surface absorption layer (a boundary layer film) between the contact surfaces and thus to realize the tribological effects. The tribological properties, including the friction coefficient, the electrical contact resistance, the wear loss of the tube and the worn surface area, were evaluated at these emulsifier concentrations. The displacement energy and the spraying coefficients for these emulsifier concentrations were applicable to interpret their relationships with the wear loss of the steel tube. The measures of the ECR are found to have a tendency more related to the values of the friction coefficient. Stribeck curves were also established for four emulsions; they are useful for assisting in the explanation for why a high friction coefficient in some cases does not necessarily produce a high wear loss. They were also provided to investigate the effects of the emulsifier concentrations on the friction coefficients at various lubrication stages. The emulsion with a dilute ratio of 50:1 proved to be the optimum choice of the four emulsifier concentrations because it leads to the lowest friction coefficient, the smallest wear loss and the worn surface as to the test time of 60 minutes.