滚动轴承系统摩擦学

一、引言 滚动轴承是机械中一个非常重要的部件,一般由内套圈、外套圈、滚动体,保持架组成,其主要的功能是支承轴,与支座作相对旋转、摆动或往复直线运动,同时也用滚动代替滑动以提高机械设备的效率。滚动轴承的使用寿命、可靠性、效率及失效的形式都取决于滚动体与内、外圈,保持架之间的相互作用行为和结果。 摩擦学是一门研究相对运动寝面相互作用行为和结果的综合性学科和技术。滚动轴承内部各个元件之间的相互作用行为,过程都属于摩擦学问题,已有的研究也表明滚动轴承的功     

基于摩擦学系统理论的采油螺杆泵定子橡胶磨损分析

定子橡胶在原油介质下的减摩耐磨特性是衡量采油螺杆泵的主要技术指标之一。采油螺杆泵的运行环境复杂,影响其定子橡胶磨损的因素较多,属于典型的非线性系统问题。基于摩擦学系统理论,以橡胶定子、金属转子、石油介质、螺杆泵机械结构为主要元素,构建出采油螺杆泵的摩擦学系统框架;列出各元素特性,分析各元素之间的相互联系,并提出求解方法;对螺杆泵定子橡胶材料去除的摩擦学机制进行归纳,并初步讨论摩擦学机制与该摩擦学系统的关系。     

考虑磨损的齿轮摩擦学设计

根据学界在磨损方面研究的理论成果的基础上,考虑齿轮跑合过程中磨损对于轮齿表面粗糙度的改变会影响到齿轮的润滑状态,提出更为合理的齿轮传动的摩擦学设计公式,得到了以磨损为主体的齿轮设计公式,从设计上进一步解决磨损的主动控制,设计尺寸更符合于实际工作条件。     

摩擦学设计主要是摩擦学系统的设计

在一般意义下的讨论了摩擦学设计,涉及 摩擦学设计的目标和特征。强调摩擦学设计不能仅仅被理解为理解为摩擦副的设计,更能被理解为摩擦,磨损或润滑的设计。介绍了国内在转子－轴承－密－齿轮系统、推力轴承系统、缸套－活塞－活塞环系统、主动磁轴承系统和摩擦学机敏材料系统设计方面所做的一些工作。国家自然科学基金委员会对这些 强有力的经费支持。     

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法,制备了硬脂酸修饰B i纳米微粒,通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰B i纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明,所合成的纳米微粒具有斜方晶型B i的晶体结构,平均粒径10~20 nm,分散好,颗粒之间无团聚现象,有机修饰层的存在防止了B i纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰B i纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。     

磨损微粒识别的模糊决策树方法

磨损微粒识别是在磨损工况监控中确定机器磨损类型的关键步骤。本文基于非单调模型推理方法，依据磨粒识别过程中所依赖特征的层次关系，建立了磨粒识别的模糊推理决策树。这一决策树开发的软件试验结果表明，本文所提出的方法在实现磨粒的自动识别方面是有效的。     

硬脂酸修饰Sn纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究固体润滑剂软金属Sn作为润滑添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法制备了硬脂酸修饰Sn纳米微粒。通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了硬脂酸修饰Sn纳米微粒作为液体石蜡添加剂在不同添加量和不同施加载荷下的摩擦学性能。结果表明,所制备的纳米微粒具有四方晶型Sn的晶体结构,粒径细小,平均粒径5~10 nm,有机修饰层的存在能防止Sn纳米微粒被氧化。硬脂酸修饰Sn纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,并且能够提高基础油液体石蜡的承载力。     

豆油脂肪酸修饰二氧化钛纳米微粒的摩擦学性能研究

采用表面修饰化学法制备了豆油脂肪酸修饰的二氧化钛纳米微粒,对所制备的纳米微粒通过红外光谱进行了结构表征。将二氧化钛纳米微粒作为润滑油添加剂,加入液体石蜡中,利用四球试验机考察其摩擦学性能。试验结果表明,有机基团修饰的二氧化钛纳米微粒具有优良的分散性,可提高液体石蜡的抗磨性和承载能力;加有表面修饰的二氧化钛纳米微粒的液体石蜡磨斑直径减少了39%,承载能力能够提高1倍以上。     

表面修饰FeS纳米微粒的研究(Ⅱ)--摩擦学特性研究

用四球摩擦磨损试验机考察了二烷基二硫代磷酸（DDP）修饰FeS纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学行为.结果表明,DDP修饰FeS纳米微粒在极低的添加量时即具有良好的抗磨效果,但不能降低基础油的摩擦因数;磨损表面分析表明钢球表面形成了边界润滑膜,使摩擦学性能得到明显改善.     

纳米金刚石微粒对宽温航空润滑脂摩擦学特性的影响

研究了7014宽温航空润滑脂中添加一定比例纳米金刚石微粒后的摩擦学特性，并分析了纳米金刚石粉微粒在航空润滑脂中的减摩耐磨机理。     

基于粒子群优化SVM的刀具磨损量预测

针对SVM预测刀具磨损量存在的参数不易确定的问题,提出了新的基于粒子群优化SVM的智能预测方法。在介绍粒子群算法和SVM回归模型基本理论的基础上,提出用自适应粒子群优化算法优化SVM参数的策略,采用小波包方法对切削声信号进行分解处理,建立了基于粒子群优化SVM的刀具磨损量预测模型。试验分析的仿真结果表明,所建立的刀具磨损量智能预测模型具有较强的推广能力和较高的预测精度。     

聚甲醛多元耐磨复合材料的摩擦学特性

利用环块磨损试验机对模压法制备的Ekonol/G/MoS2/POM复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用DSC、红外光谱（FTIR）分析方法对其磨屑进行了研究,用SEM方法对复合材料的磨损表面进行了观察和分析,进而对复合材料的磨损机理进行了探讨.结果表明：POM复合材料磨屑的熔点比相应模压材料有所降低,且磨屑的熔限比相应的模压材料有所加宽;随着Ekonol含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损量呈先减小后增大的趋势,其磨损机理发生了由犁沟、粘着磨损向疲劳磨损、磨粒磨损的转变。     

基于BP神经网络的磨粒特征识别系统设计

提高铁谱磨粒识别能力是加强铁谱分析技术的重要手段,神经网络技术的不断普及为铁谱磨粒识别能力的提高带来了新的思路。对神经网络系统的基本原理和BP学习算法进行了叙述,并探讨了基于BP算法的磨粒特征识别系统的设计。     

神经网络在磨损颗粒自动识别中的应用

引入了一套磨粒形态学描述体系，用来提取磨损颗粒的显微形态特征，然后以此为输入参数，提出了一套BP神经网络，对磨损颗粒进行自动识别分类。以很少的磨粒特征量，可以正确识别磨损类别，提高了磨损识别的效率。     

改进的BP算法在磨粒识别中的应用

提出了用隐层和输出层的权值单独修改的方法来改进神经网络算法，建立了适于磨粒的分析模型，设计了智能磨粒识别分类器。实例表明，用该方法可以准确识别磨粒类型，并具有较好的推广能力。     

过滤后润滑油液中磨粒粒度概率分布的研究

润滑油中的磨粒是设备失效的一个重要原因。建立了过滤后润滑油液中磨粒粒径概率分布密度函数的数学表达式。计算和分析表明:(1)过滤后润滑油液中所含的磨粒粒径概率分布参数不但与过滤器的性能参数有关,而且与过滤前油液中所含磨粒的粒径概率分布有关,但与过滤前油液中所含磨粒的数目多少无关;(2)过滤后油液中所含磨粒的粒径均值μd和均方差σd均与过滤前油液中所含磨粒粒径概率分布的尺寸参数β大体呈指数关系。μd和σd之值的变化,可以作为反映系统磨损状态的标志;(3)所定义的两个过滤器参数,极限过滤粒径a和敏感系数b与滤后油液中磨粒粒径的均值μd和均方根σd有明确的对应关系。小的a值和大的b值有利于减少油液中磨粒粒径的μd值及粒径在μd值附近的磨粒数。     

Gardosian Patterns in Tribology

The following paper is a memorial retrospective on selected research of Dr. Michael N. Gardos. Dr. Gardos spent his professional career engaged in tribological research which often extended the scientific boundaries of the field. Several of the concepts he put forth into the tribology community were initially met with grave skepticism but over time his views have been largely embraced but not widely acknowledged. His approach to new research topics was often characterized by these qualities: (1) pioneering points of view, (2) the use of the model experiment, and (3) the presence of multiple research agendas for each single experiment. I have chosen to name his research approach as Gardosian Patterns in honor of his contributions to Tribology. Three specific examples of these patterns will be reviewed. One is the concept of atomic level tailoring of materials to control macroscopic properties. A second is the use of a model ball polishing experiment to identify high fracture toughness ceramics for use in rolling element bearings. A third Gardosian Pattern example is his pioneering work with the tribology of diamond and diamond films in which he proposed controlling friction via surface bond tailoring. In these examples, Gardos utilized conventional research tools in unconventional ways and, at times, even developed new tools which have become part of the mainstream. His remarkable career has left a positive and lasting mark on Tribology.     

可共享的磨粒识别及磨损诊断系统

针对当前铁谱分析技术存在的不足 ,将计算机图像处理技术、数据库技术、网络通信技术相结合 ,提出了以人工智能、神经网络为核心的设计思想。介绍了基于本思想所建立的可共享的磨粒识别及磨损诊断系统WPRWDS,分析了其系统结构、实现机制、硬软件设计、功能和特点等。     

磨粒图象背景光照不均匀分布图象预处理

针对磨粒图片背景亮度呈现分布不均的问题，采用两种计算机图象处理方式进行了预处理，得到比较完整的二值图。第一种方式是：在没有铁磨粒情况下采集背景亮度变化，通过数字处理得到背景亮度变化的差值，然后将亮度补偿到铁谱图上。试验结果表明，该方法在边缘信息损失很小的情况下，得到磨粒二值图。第二种是：在不能得到背景光的条件下，通过一阶和二阶差分处理及其变形方法，来消除背景梯度变化，从而消除背景光的低频噪声。从试验效果来看，一阶和二阶差分不仅能进行边缘检测，而且能通过卷积运算消除背景光分布不均，磨粒边缘有点扩大，有些少量信息损失掉了，这种损失可以用图象形态学中的腐蚀的方法消除。两种方法相比，采用背景补偿的方法效果更好一些，在条件许可的情况下尽量采用背景光补偿方法：     

一种微磨损试验机的设计

为研究涂层等表面工程零件的摩擦学性能,介绍了一种微磨损试验机的工作原理、结构特点,关键构件的设计思想及实现方法。该试验机可在一定范围内实行载荷、速度、浆料的单因素控制,并可同时定性和定量显示运动中的摩擦因数和磨损体积的大小。