柴油机连杆衬套磨损的正交试验研究

以单因素试验和正交试验方法设计连杆衬套摩擦磨损试验方案,在活塞销-连杆衬套往复摆动摩擦磨损试验机上研究载荷、转速、配合间隙对衬套磨损量的影响。通过方差分析和响应曲面法分析各因素及因素交互作用对磨损量影响,对工艺参数进行优化,建立磨损量的预测模型。结果表明:对衬套磨损量影响重要程度依次为转速、载荷、配合间隙;在交互作用中,载荷与配合间隙的交互作用对于磨损量影响比较显著。衬套磨损量响应优化的结果为在载荷取110 k N,转速为230 r/min,配合间隙为0.14 mm时,连杆衬套的磨损量最小,为5.4μm。     

不同高温浆体中螺杆钻具定子衬套的摩擦规律

定子橡胶衬套的磨损易导致螺杆钻具工作效率降低或过早发生失效。为研究钻井工况下橡胶衬套的摩擦磨损特性,对定子橡胶衬套在干磨状态以及不同浆体介质中的状态进行了摩擦学试验,并对橡胶磨损量进行称量。试验结果表明：在干磨和各浆体介质中,中低载荷和低转速情况下,橡胶的摩擦因数随着载荷和转速增大而减小,橡胶的磨损量随载荷和转速的增大而增大;在浆体介质中,橡胶磨损量随泥浆密度的增大而增大。衬套的磨损机理主要表现为滞后磨损、氧化降解和微切削作用磨损。     

基于JFO边界条件的连杆衬套润滑特性理论分析

采用有限差分法求解基于JFO(Jakobsson-Floberg-Olsson)边界条件(即质量守恒边界)下的雷诺方程,推导出连杆衬套油膜压力分布、油膜厚度、油膜承载力、润滑油端泄量表达式;建立连杆衬套在贫油润滑状态下的油膜压力分布模型,分析载荷对连杆衬套轴心轨迹位置、最大油膜压力和最小油膜厚度的影响。结果表明:在不同曲轴转速下,连杆衬套的润滑特性具有相同的变化规律,且在柴油机做功行程上止点的附近区域的油膜端泄量大于供油量,导致油膜的完整性被破会,形成空穴发生边界摩擦,甚至干摩擦或者磨损;连杆衬套与活塞销的最佳相对间隙为0.025%~0.05%。     

内壁耐磨性的参数关联性研究

连杆小头衬套和活塞销紧密配合并随着发动机气缸活塞做往复运动,长时间往复运动易导致衬套内壁材料因发生摩擦磨损而失效,从而影响发动机运行的安全性能。本文介绍了汽车连杆小头衬套的结构及功能,并利用摩擦磨损试验仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)等设备对CuSn_8Ni和CuSn_6P两种连杆衬套内壁材料的磨痕形貌、磨损机制、磨损量、摩擦系数等性能参数进行了研究和对比分析。     

含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统动态误差与运动副磨损周期行为分析

传统旋转间隙关节接触模型假定销轴和衬套接触面形状是规则的并忽略了磨损效应的影响,降低了机构动力学模型预测精度。提出了一种含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆机构多体动力学建模、磨损预测和动态误差分析方法。为准确描述运动副元素间碰撞行为,考虑滑动轴承间隙关节的磨损效应,提出了一种非规则粗糙间隙表面铰链关节的改进接触模型。在此基础上,考虑柔性杆的影响,基于绝对节点坐标法建立了含非规则粗糙间隙表面铰链关节的平面柔性多连杆传动系统多体动力学模型。与基于传统光滑间隙模型的结果相比,基于非规则粗糙间隙改进模型的多连杆机构动态响应更接近于试验值,验证了所提出计算方法的有效性。仿真结果表明,选用CuSn10P和CuPb30作为铰链衬套材料能够有效降低多连杆机构滑块动态响应偏差和提高机构的运动精度;表面粗糙度过高会导致运动副磨损加剧,过低则会降低间隙表面微凸体对碰撞能量的吸收。此外,磨损加剧了间隙表面轮廓不规则度,导致机构动态响应的不稳定性增大,运动精度降低。     

多油楔浮动滑动轴承磨损实验研究

实验研究了三种不同结构的多油楔浮动滑动轴承,它们可用于不同载荷下的旋转机械,兼有普通径向滑动轴承和多油楔滑动轴承的优点.实验研究表明,这种轴承既可以提高运行过程中轴承的稳定性,又能够减少轴承的磨损,提高轴承的寿命.磨损试验研究发现,轴承间隙是影响轴承磨损量的重要因素之一.当外间隙一定,内间隙值在规定范围内时,多油楔浮动滑动轴承磨损量最小;内间隙值过大或过小,均会加剧轴承的磨损.实验研究工作为进一步设计研究此类轴承提供了一定的实验依据.     

连杆小头衬套孔滚压工艺的试验

连杆小头衬套孔滚压工艺试验的目的有两个方面;一是提高连杆小头衬套孔的表面光洁度;二是保证或提高连杆小头衬套孔的形状及位置精度。 由于设备、刀具、操作等诸多方面的因素,EQ6100—2发动机连杆小头衬套孔精镗后,表面粗糙度值一直不能稳定达到产品R_a0.5的要求,面小头衬套孔粗糙度值的大小直接影响到发动机的装车质量及总成性能。在国外,连杆小头衬套孔是通过珩磨来达到光洁度要求的,鉴于我厂的实际情况,我们经过探讨认为,采用滚压工艺来最终精加工连扦小头衬套孔、提高小头衬套孔的表面光洁度,保证或提高小头孔的形状和位置精度是切实可行的。为此进行了滚压工艺试验。     

发动机连杆衬套拆装工具

<正>发动机连杆衬套与活塞销配合精度要求很高,如果连杆衬套磨损严重,将使连杆衬套与活塞销配合间隙增大,发动机运行时产生异响,严重时会造成机械事故。大多数连杆衬套采用两侧端面为斜面的薄壁、钢背铜衬套。此类衬套拆装起来非常困难,且拆装效率很低。特别是在安装时,若不小心,会造成连杆衬套变形,甚至报废。为避免连杆衬套损坏,保证其装配精度,     

柴油机连杆衬套热润滑计算分析

以某型号柴油机连杆衬套为研究对象,建立了连杆衬套热润滑理论数学模型,采用有限差分法对方程进行求解,推导出了适用于连杆衬套的油膜承载量、润滑油流量等计算公式。对连杆衬套的热润滑性能进行仿真分析,分析结果表明:连杆衬套所受载荷的变化幅度随着转速的增大也相应增大,但是其最大值却随着转速的增大而减小;与不考虑热效应相比,考虑热效应后最大油膜压力和轴承承载力变小,但是最小油膜厚度却变大了,轴承的端泄流量也降低了,为进一步优化设计奠定了基础。     

Cr25Ni20不锈钢在H_2O_2介质中摩擦学性能的研究

在摩擦磨损试验机上研究了Cr25Ni20不锈钢在H2O2介质中的摩擦行为.采用正交试验方案,探讨了转速、载荷和介质浓度等因素对腐蚀磨损量的影响,进而确定了对应最小磨损量时的较优方案.结果表明:不锈钢在H2O2介质中的磨损量随转速和载荷的增加而呈上升趋势,其中转速的影响最大,而H2O2体积分数对不锈钢的磨损量没有太大的影响.     

网络互穿双金属复合材料干滑动摩擦磨损特性研究

利用高温高速摩擦磨损试验机分别对不同工况(加载载荷、主轴转速、时间)下网络互穿铝基复合材料摩擦磨损特性进行分析。结果表明:摩擦因数和磨损量均与加载载荷和主轴转速呈正相关关系。建立的磨损方程能够很好的对实际磨损量进行预测,且三个实验因素对磨损量的影响大小依次为时间、加载载荷、主轴转速。     

新型CL60钢地铁车轮摩擦磨损试验研究

为了提高地铁车轮的服役性能,对车轮用CL60钢材料中Si、Mn、Cr等元素的质量分数进行重新设计和优化,研发新型CL60钢地铁车轮,通过GPM-60摩擦磨损试验机模拟轮轨磨损试验,研究原CL60钢车轮与新型CL60钢车轮在实验室条件下的磨损特性。基于赫兹模拟准则设计计算了模拟试验采用的轮轨试样尺寸、施加的载荷和转速;通过不同载荷工况下的摩擦磨损试验和轮轨材料微观组织分析,研究2种轮-轨试样的磨损量、磨损率、塑性变形及表面形貌的变化规律及特征,对新型CL60钢车轮的使用性能进行评价。结果表明：与原CL60钢车轮相比,在不同载荷下新型CL60钢车轮试样磨损量、轮-轨试样总磨损量、磨损率及摩擦表面塑性变形层厚度均大大降低,其抗磨损性能和塑性变形能力得到了改善。     

铜镍锡合金干滑动磨损行为研究*

大型装备上的铜镍锡合金工件常常工作在润滑不足或者无润滑的工况条件下,因此有必要研究铜镍锡材料在干摩擦下的性能。采用CEF-I型销-盘式磨损试验机对铜镍锡合金在不同载荷与转速条件下进行干滑动摩擦磨损试验,采用扫面电子显微镜、能谱仪和轮廓检测仪对磨损表面进行检测,研究铜镍锡合金的干滑动磨损行为,并探讨其磨损机制。结果表明：在转速一定时,平均摩擦因数随载荷增大总体呈波动下降趋势,铜镍锡合金试件磨损量先缓慢增加,在较高载荷下快速增加;在载荷一定时,平均摩擦因数随转速增大先增大后减小,铜镍锡合金试件磨损量总体呈先减小后增大趋势;随着载荷的增大,铜镍锡合金的磨损机制由轻微黏着和剥层磨损到明显的黏着和剥层磨损,再到严重的黏着和疲劳磨损,随着转速的增大,铜镍锡合金的磨损机制由磨粒磨损转变为黏着磨损再到剥层磨损。在较低载荷下,随着转速的增大,铜镍锡合金摩擦磨损性能保持很好的稳定性,因此铜镍锡合金适用在高转速较低载荷的干摩擦工况下。     

不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。     

碳化硅陶瓷摩擦磨损性能及摩擦过程中接触应力分析

采用MMW-1A多功能立式摩擦磨损试验机,以全因子设计的方法研究干摩擦条件下,载荷和转速两因素对摩擦因数与磨损量的影响。摩擦因数与磨损量的方差分析结果表明,转速对摩擦因数的影响更为显著,而载荷对Si C磨损量的影响更为显著。结合ABAQUS有限元分析软件对Si C陶瓷与45#钢的摩擦过程进行模拟仿真,得到摩擦过程中接触区域的应力分布,同时还探讨Si C陶瓷的磨损机制。结果表明:Si C陶瓷表面的最大等效应力位于接触区边缘,最大拉应力位于滑动前方,最大压应力位于滑动后方;不同应力下Si C陶瓷表面的磨损机制也不一样,主要表现为黏着磨损、磨粒磨损、犁沟磨损。     

稠油开采中常规螺杆泵定子衬套磨损研究

为研究稠油开采中常规螺杆泵定子衬套的接触磨损,通过摩擦试验研究在不同转速和载荷下,定子衬套所用丁腈橡胶在高温含砂稠油中摩擦因数的变化规律。实验结果表明:定子橡胶的摩擦因数随着转数的增加先增大后减小,之后几乎保持不变;随着法向载荷的增大,定子橡胶的摩擦因数先减小后增大。以试验测得的摩擦因数为依据,利用有限元分析方法,对高温含砂稠油中螺杆泵定转子之间的接触进行分析,研究摩擦因数、过盈量、工作压差等因素对定子衬套接触磨损的影响。分析结果表明:衬套的剪应变随着衬套摩擦因数、过盈量、工作压差的增大而增大;位移量随着摩擦因数的增大而减小,随着过盈量的增大而增大;工作压差不但影响定子衬套内轮廓接触位置的磨损,还加剧衬套外壁面的黏着磨损。     

偶件表面粗糙度对PTFE材料摩擦磨损性能的影响

为了研究干摩擦条件下偶件表面粗糙度对聚四氟乙烯(PTFE)密封材料摩擦磨损性能的影响,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机,在不同载荷和转速下研究由PTFE材料制作的试验环分别与316L不锈钢和45#钢配副时的摩擦磨损性能,并利用粒形分析仪对PTFE试验环试验前后端面的形貌进行观测;利用触针式轮廓仪对摩擦配副钢环的端面粗糙度进行精确测量,分析表面粗糙度对PTFE试验环摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:在干摩擦条件下,摩擦配副钢环的表面粗糙度过高或者过低都会引起PTFE试验环磨损量的增加;定载荷时,PTFE试验环磨损量随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大先减小后增大,随转速的增大而增大;定转速时,PTFE试验环摩擦因数随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大稍减小后而后增大,随载荷的增大先减小后增大;在相同工况下,316L不锈钢对PTFE试验环的切削和犁沟作用比45#钢更加明显。     

聚甲醛复合材料在不同载荷和转速下的摩擦学特性

为了考察外界条件对聚甲醛复合材料摩擦学特性的影响,用摩擦磨损实验对模压法制备的Ekonol/POM和Ekonol/G/MoS2/POM复合材料在不同载荷和转速下的摩擦学性能进行了研究,并用扫描电镜(SEM)对磨损表面进行了观察和分析,在此基础上探讨了复合材料在不同条件下的磨损机制。结果表明:随着载荷或转速的增加,聚甲醛(POM)及其复合材料的摩擦因数呈先增大后减小的趋势,而材料的磨损量则随着载荷或转速的增加而增大;随着载荷或转速的提高,ZOGM20的磨损机制发生了由粘着磨损到疲劳磨损再向塑性流动的转变。     

基于响应面法内燃机整体式连杆热锻模具失效分析

以内燃机整体式连杆作为研究对象,基于数值模拟技术,以动模滑移速度、表面温度和表面压强为动模磨损量的判断依据,预测动模磨损位置;基于正交试验和响应面法,对桥部高度、模具硬度、摩擦系数和模腔边缘圆角进行多因素离散试验,预测内燃机整体式连杆动模磨损量;对优化结果连续进行10次数值模拟,绘制拟合曲线,计算动模使用寿命.试验结果表明,动模位置1所属区域为磨损最严重区域,响应面优化后动模磨损量预测最优值为1.28013×10-5mm,对应的参数组合为桥部高度1.8mm,模具硬度HRC60,摩擦系数0.3和模腔边缘圆角2.0mm.该参数组合下,模拟动模磨损量最优值为1.342×10-5mm,该动模磨损量方程拟合数据均符合边界要求,模型数据可信度高,误差仅为4.61％,可得内燃机整体式连杆动模寿命为4186次,符合生产要求.     

汽车发动机敲击声问题的解决

某款三缸汽车发动机在台架热磨合时出现敲击声,分析原因为连杆小头润滑不良,连杆小头衬套材料偏软,导致连杆小头磨损量过大,产生异响.通过更改连杆小头衬套材料,提高连杆小头衬套抗压能力,增加连杆小头衬套与活塞销之间的润滑,解决了这一问题.