2010年30卷4期

显示方式:          |     

摩擦材料应用方式对超声波电机驱动特性的影响
王彦利, 曲建俊, 田 秀
2010, 30(4):321-327.
[摘要](1626) [PDF 4159KB](1693)
摘要:
摩擦材料是超声波电机的关键零件,其应用方式直接影响超声波电机的驱动特性。以行波超声波电机为研究对象,将摩擦材料分别应用到转子和定子上,与相应的定子和转子组合,模拟超声波电机的接触方式,研究了超声波电机的负载和磨损特性随摩擦材料应用方式的变化规律。借助于阻抗仪测试了摩擦材料应用到定子齿面前后的阻抗特性,采用精密粗糙度仪和金相显微镜评价了超声波电机定子和转子接触界面磨损前后的形貌变化及其磨损模式。结果表明:当摩擦材料应用到定子齿面时,定子的谐振频率略微降低;当2台超声波电机空载转速相同时,摩擦材料应用到定子齿面与金属转子配副时可获得较大的堵转力矩,定子摩擦材料表面呈现抛光的磨损特征,而当摩擦材料应用到转子表面与金属定子配副时,转子摩擦材料表面呈现较严重的犁沟磨损。

空蚀坑周围彩虹区的形成机理
葛晗?, 杜川, 陈皓生
2010, 30(4):328-332.
[摘要](1953) [PDF 2848KB](1701)
摘要:
经过1 min的超声振动空蚀试验后,在不锈钢试样表面形成的空蚀坑周围出现环形彩虹区。表面检测结果表明,该区域经历了高于300 oC的高温加热过程。数值计算结果表明了在空泡溃灭形成的微射流的高速冲击下,试样表面材料在短时间内发生的塑性变形所释放出的能量是造成材料局部升温的主要原因。在塑性变形相同的情况下,材料的导热系数是影响彩虹环区域大小的关键因素。

铌钛碳氮析出物对硬面合金耐高温磨损行为的影响
杨可, 谢翔, 包晔峰, 蒋永锋
2010, 30(4):333-337.
[摘要](1870) [PDF 3035KB](1460)
摘要:
本文采用氮代替部分碳,通过铌、钛固氮形成氮合金化硬面合金,进行了耐高温磨损性能试验,研究了铌钛碳氮析出物对硬面合金耐高温磨损行为的影响。结果表明:在高温磨损过程中,MX(M为Nb、Ti;X为C、N)复合碳氮化物沿马氏体基体和晶界弥散析出,起到沉淀强化的作用,提高了硬面合金的高温硬度和抗裂性能,增强硬面合金的耐高温磨损性能,其磨损特征表现为磨损表面磨粒导致的窄浅犁沟。

新型磨粒在线监测传感器及其试验研究
范红波, 张英堂, 任国全, 李志宁
2010, 30(4):338-343.
[摘要](1692) [PDF 3263KB](1403)
摘要:
依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦合关系,设计了1种新型的电感式磨粒传感器,并建立了相应的在线磨粒测试系统。利用在线磨粒监测试验台,对传感器的磨粒检出能力、测试结果的一致性以及测试系统输出与磨粒通过速度的关系进行了试验。结果表明:该在线磨粒监测传感器对粒度大于500 μm的铜磨粒和粒度大于100 μm的铁磨粒具有较好的检测能力;磁性磨粒收集装置能显著提高传感器对小尺寸铁磁质磨粒的检测能力;在磨粒速度一定情况下,传感器对不同类别不同粒度的磨粒输出一致性好;磨粒速度对测试系统输出影响较大,磨粒速度越快,测试系统输出越小;提高传感器信号放大电路的频响范围,将改善测试系统的响应速度,提高对高速磨粒的检出能力。本研究结论证明该传感器能较好地满足在线磨粒监测的要求。

铜表面激光熔覆NiCrWB合金的组织结构与耐磨性能研究
陈志坤, 刘敏, 曾德长, 马文有, 李福海, 陈兴池, 邝晓军
2010, 30(4):344-349.
[摘要](1486) [PDF 3623KB](1320)
摘要:
采用高能量密度激光重熔喷涂层NiCrWB粉末的方式制备熔覆层,用XRD分析熔覆层和喷涂层的物相组成,用扫描电镜和金相显微镜分析涂层和熔覆层组织形貌以及磨损表面形貌。研究了涂层组织形貌、物相组成对涂层耐磨性能的影响,分析了喷涂层和熔覆层的磨损机理。结果表明:对于NiCrWB材料来说,组织结构对耐磨性能的影响要大于硬度对耐磨性能的影响。显微硬度较低的熔覆层由于组织致密均匀,其耐磨性能明显好于组织缺陷较多的喷涂层。通过扫描电镜观察发现,喷涂层的磨损表面出现较多的疲劳裂纹、凹坑、磨粒和较深的磨痕,推断喷涂层颗粒脱落是由于在周期载荷作用下,裂纹在表层和亚表层扩展后连接,使得裂纹包围区域颗粒脱落。而熔覆层中的裂纹是由于磨损表面发生塑性变形而形成的。

点接触方式纳米锌润滑添加剂自修复规律的研究
杨长江, 陈国需, 粟斌, 化岩, 廖梓珺
2010, 30(4):350-355.
[摘要](1946) [PDF 3369KB](1337)
摘要:
本文采用四球试验法,以含纳米锌自修复剂的基础油为润滑介质,进行运用均匀设计试验方法对磨损的钢球进行在线自修复试验,建立并验证回归模型,对影响自修复效果的因素量化排序。选择不同修复效果的试验条件,分别加入抗磨剂T202和空白试验研究点接触方式下自修复过程特点。用带能谱仪的扫描电镜对修复后钢球磨斑表面进行表征。结果表明:试验验证结果与预测值符合较好,说明回归模型可行、可信。纳米锌自修复剂能对磨损的钢球表面进行修复,向表层基体元素扩散并牢固结合,使磨斑直径减小,具有自修复特点。

机械密封三维稳态模型及密封性能分析
孟祥铠, 王乐勤, 吴大转, 戴维平
2010, 30(4):356-360.
[摘要](1701) [PDF 2870KB](1415)
摘要:
针对接触式机械密封,建立了包括轴向模式和角向模式的三维稳态力学模型,考虑密封环端面接触及液膜空化,提出了数值求解方法,计算了在稳定工况下的泄漏率、液膜厚度、液膜压力和接触压力的分布形式,分析了动环初始安装误差,端面锥度等因素对接触式机械密封端面三维位置关系的影响.结果表明:初始安装误差、端面锥度对接触式机械密封的性能影响较大.所建数学模型和相关计算方法对接触式机械密封的优化设计具有一定的指导意义.

航空发动机轴承腔中油滴运动与沉积的特性分析
王军, 陈国定, 刘亚军
2010, 30(4):361-366.
[摘要](1602) [PDF 3112KB](1356)
摘要:
本文在获得轴承腔中气相介质流场的基础上,采用Lagrangian方法建立油滴在气相介质流场中运动的分析模型,通过瞬时步进法数值模拟油滴的运动过程,获得了油滴直径和旋转轴转速对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律。基于获得的油滴与腔壁碰撞前的运动状态,以及结合油滴与腔壁的碰撞模型,实现了油滴直径和旋转轴转速对碰撞后油滴沉积率和动量转移率影响规律的分析。结果表明:油滴直径和旋转轴转速对油滴速度及轨迹、以及油滴沉积率及动量转移率都有很大影响,而且前者的影响更为明显。与国外同等条件下的试验结果对比表明,本文提出的油滴运动与沉积特性分析方法具有较好的可靠性和精度。碰撞前后油滴运动状态和沉积率及动量转移率的计算,为下一步油膜厚度和速度的计算,继而为轴承腔润滑设计和换热分析提供了初始条件。

熔渗烧结Ti3SiC2陶瓷材料的摩擦磨损性能研究
肖琪聃, 吕振林, 于源
2010, 30(4):367-372.
[摘要](1572) [PDF 3455KB](1459)
摘要:
采用熔渗烧结技术制备Ti3SiC2陶瓷材料,利用XRD-7000型X射线衍射仪、INSTRON-1195型电子万能试验机、HST-100型销-盘式摩擦磨损试验机和JSM-6700F型扫描电子显微镜对Ti3SiC2陶瓷烧结试样的相成分、抗弯强度、带电干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了试验分析。结果表明:随着烧结试样中Ti3SiC2含量的增加,材料的抗弯强度增大,摩擦系数与磨损率降低,材料表现出良好的摩擦学性能,磨损机制以黏着磨损为主。当Ti3SiC2含量达到76%左右时,材料抗弯强度开始明显增加;摩擦系数与磨损率明显减小。

C/C复合材料微观结构对其制动摩擦磨损性能的影响
雷宝灵, 易茂中, 徐惠娟, 冉丽萍, 葛毅成, 彭可
2010, 30(4):373-378.
[摘要](1585) [PDF 3370KB](1396)
摘要:
采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了基体炭分别为树脂炭和粗糙层热解炭结构的C/C复合材料的微观结构,并探讨了材料的微结构对其制动摩擦磨损性能的影响。结果表明:炭纤维附近的树脂炭被高度石墨化,导致树脂炭样件具有适当、稳定的摩擦系数;树脂炭片层之间存在明显的裂纹,远离炭纤维的树脂炭仍是各向同性结构,容易被剪切力剪断,产生大量碎屑,破坏了摩擦动态平衡,磨损量大是制约其作为优良制动摩擦材料的关键因素。

ZrO2纳米微粒的制备、表征及作为MACs添加剂的摩擦学性能
马剑琪
2010, 30(4):379-384.
[摘要](1388) [PDF 3284KB](1005)
摘要:
制备了氧化三辛基膦表面修饰的油溶性ZrO2纳米微粒,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪、红外光谱仪对其进行表征,研究了其作为多烷基环戊烷(MACs)添加剂的摩擦学性能及润滑机理。结果表明:ZrO2 纳米微粒粒径大约为 7~8 nm,分布比较均匀,无明显团聚,在非极性溶剂中能很好地溶解和稳定分散;作为MACs添加剂,在摩擦过程中,无机ZrO2纳米微粒以沉积膜形式沉积在摩擦副表面,有机修饰剂中的活性P元素在摩擦副表面发生了化学反应,形成了FePO4极压润滑膜,ZrO2沉积膜和FePO4极压润滑膜的协同作用起到了良好的抗磨和抗极压作用。

单摆冲击划痕法对封严涂层耐磨性的评价
高禩洋, 刘夙伟, 李曙, 刘阳
2010, 30(4):385-391.
[摘要](1756) [PDF 3733KB](1252)
摘要:
本文通过单摆冲击划痕试验,研究了Al-Si-聚酯、Ni-石墨和Al-BN-水玻璃3种封严涂层的冲击划痕行为和比能耗曲线。结果表明:采用的拟合函数法可以较为方便、准确的计算出痕槽体积,随痕槽体积的增大,痕槽的实际最大深度与名义入侵深度的比值有逐渐增大的趋势,且痕槽形成的机制不同。刮削过程中3种封严涂层均有致密化倾向,痕槽形成过程中的塑性变形影响致密化。3种涂层中比能耗最大的为Al-Si-聚酯,耐磨性也最好;比能耗最小的为Ni-石墨,耐磨性最差;Al-BN-水玻璃的耐磨性介于二者之间。

平行间隙的热楔承载机理分析
袁春英, 杨沛然, 兼田桢宏
2010, 30(4):392-398.
[摘要](1586) [PDF 3761KB](1005)
摘要:
本文研究了在4类表面温度边界条件下的热密度楔和热黏度楔对承载能力的影响,指出平行间隙内的油膜也具有承载能力,并与传统的几何楔进行了比较,分析了热密度楔和热黏度楔的关系及其重要性。除了用传统的表面温度差原理来解释平行间隙的承载机理外,还通过数值分析提出了1种补充理论,指出即使2个平行表面之间没有温度差但因油膜内部温度分布不均匀油膜也会产生承载力。

直流稳恒磁场下高速钢/45#钢环干滑动摩擦磨损特性研究
魏永辉, 张永振, 陈跃
2010, 30(4):399-403.
[摘要](1341) [PDF 2864KB](1382)
摘要:
采用改进后的MPV-1500型摩擦磨损试验机,研究了常温下直流磁场对高速钢销/45#钢环摩擦副干滑动摩擦磨损特性的影响。结果表明:适当控制磁场强度可以降低磨损;磁场促进氧化,随着磁场强度增加,摩擦面生成的Fe2O3含量增加,磁场强度较大时,将有部分Fe3O4生成;载荷250N,线滑动速度0.2m/s下,随着磁场强度的增加,高速钢销试样的磨损量一直降低,45#钢环试样的磨损量、摩擦系数先降低后增加;磨损机制主要为氧化磨损和黏着磨损。

接触载荷对钢丝微动磨损行为影响的研究
沈燕, 张德坤, 王大刚, 许林敏
2010, 30(4):404-408.
[摘要](1516) [PDF 2805KB](1527)
摘要:
以6×19点接触式提升钢丝绳为研究对象,在自制的微动摩擦磨损试验机上开展钢丝微动磨损的实验研究,考察在不同接触载荷下钢丝的微动磨损行为,采用S-3000N型扫描电镜观察钢丝的磨损形貌并分析其微动损伤机理。结果表明:在接触载荷为9~29 N范围内,微动摩擦力(Ft)-位移幅值(D)曲线随循环周次的变化表明钢丝运行于混合区,并随着接触载荷的增加,钢丝间接触应力增加;在微动磨损初期钢丝间的摩擦系数均较低,之后逐渐增加并趋于稳定;其稳定摩擦系数随着钢丝间接触载荷的增加而降低,接触载荷为9 N时的摩擦系数最大约为1.25,而29 N的摩擦系数约为0.57;钢丝间的接触载荷增加,钢丝表面接触疲劳的几率增大,出现磨屑疲劳脱落的痕迹和疲劳微裂纹,其损伤机制主要表现为磨粒磨损、疲劳磨损和摩擦氧化。

扩散铝涂层对TiAl合金摩擦磨损性能的影响
田进, 吴向清, 谢发勤
2010, 30(4):409-413.
[摘要](1640) [PDF 3008KB](1539)
摘要:
利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,分别进行720℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织及相组成,并测试了显微硬度和耐磨性。结果表明:扩散层由氧化表层和扩散内层组成,不含纯铝相;与基体相比,扩散层的表面显微硬度和耐磨性显著提高,其中840 ℃扩散层的耐磨性优于720 ℃的扩散层。

接触式机械密封端面经济加工分形维数
孙见君, 何小元, 魏龙, 冯秀, 顾伯勤
2010, 30(4):414-418.
[摘要](1280) [PDF 2656KB](1488)
摘要:
考虑端面形貌对机械密封性能和加工成本的影响,运用分形理论分析了端面分形参数与泄漏率之间的关系,提出了密封端面经济加工分形维数概念。针对GY-70型机械密封进行了密封性能试验和端面形貌参数测量,发现随着运行时间的推移,密封端面分形维数增大速率逐渐减小,泄漏率降低速率逐渐减小。当t为130 h时,泄漏率Q达到允许值5?10-6 m3/h,D=1.645。结果表明:基于允许泄漏率的机械密封,具有一定的经济加工分形维数。合理设计密封端面分形维数可以避免盲目提高加工精度,缩短机械密封的磨合时间,实现初始密封。

微型滑块面接触润滑油膜测量系统
马冲, 郭峰, 付忠学, 杨淑燕
2010, 30(4):419-424.
[摘要](1674) [PDF 3288KB](1931)
摘要:
本文介绍了1种微型面接触润滑油膜厚度测量系统,在一定载荷下以静止的微型滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面形成流体动压润滑油膜,利用光干涉方法对润滑油膜的最小厚度值进行测量。微型滑块工作面为高反射率研抛平面,光学透明圆盘表面镀有析光薄膜,利用1种柔-刚性结构对微型滑块进行定位,可实现滑块平面对圆盘平面倾角的任意调节和动态保持。使用该测量系统还可以获得在不同的滑块倾角、速度和载荷下的面接触润滑油膜。并且测量结果与经典润滑理论有较好的一致性。

First slide
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院兰州化学物理研究所
  • 编:薛群基
  • 址:兰州市天水中路18号
  • 邮政编码:730000
  • 话:0931-4968238
  • 电子邮件:tribology@licp.cas.cn
  • 国际标准刊号:ISSN 1004-0595
  • 国内统一刊号:CN 62-1095/O4
  • 邮发代号:54-42
  • 价:38元
  • 价:228元