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  • 技术探讨
    费建国, 罗会信, 左兵权, 魏志鹏, 杨洋, 徐海洋, 李忠祥
    润滑与密封. 2020, 45(4): 130-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.04.022
    摘要 (923) PDF全文 (3694)   可视化   收藏
    作为流体力学中的基本公式,雷诺方程的数值求解一直是流体润滑领域研究的重要方向之一。以雷诺方程的基本形式为基础,分别介绍有限差分法、有限元法和有限体积法求解雷诺方程的过程,讨论各自的特点及存在的问题;介绍多重网格法同上述方法结合在求解雷诺方程中的应用,指出多重网格法在求解雷诺方程的高效性方面有了很大程度的突破,但在求解精度上并未有显著改善;讨论等几何分析方法在求解雷诺方程上的应用,指出等几何分析方法求解雷诺方程具有较高的效率和求解精度,但仍存在如样条基函数的不可插值性和IGA在雷诺方程求解方面的普适性等问题,探讨IGA的研究方向,如针对特定雷诺方程引入适于IGA的新型样条表征求解空间、修改IGA理论与雷诺方程的离散模式引入新型边界条件加载模式等;因数值求解雷诺方程时在边界处理、复杂求解域等问题上仍没有一个稳定适用面广的方法,建议可尝试联合IGA与多重网格法来求解雷诺方程,以进一步提高求解效率和精度。
  • 特约评述
    黄兴, 郭飞, 叶素娟, 夏迎松, 项冲
    润滑与密封. 2020, 45(6): 1-6,21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.06.001
    摘要 (593) PDF全文 (2348)   可视化   收藏
    阐述了近年来我国橡塑密封行业的发展情况及在各行业的应用,综述了橡塑密封结构设计、橡塑密封材料、检验检测和制造工艺的发展现状,分析了国内橡塑密封行业和技术与国外发达国家先进密封技术发展存在的差距和不足,提出了橡塑密封技术的发展方向,并就未来我国橡塑密封行业的发展提出了建议。
  • 综述与分析
    苗嘉智, 郭智威, 袁成清
    润滑与密封. 2017, 42(2): 124-131,140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.02.025
    摘要 (413) PDF全文 (2050)   可视化   收藏
    微织构作为一种良好的表面改性技术已经被广泛应用于改善发动机缸套-活塞环摩擦副的摩擦性能。以微织构的研究方向为依据,分析微织构改善缸套-活塞环表面润滑摩擦性能的作用机制,总结和阐述织构复合化、组合织构以及织构仿生化等方面的研究现状和进展,最后,指出表面织构研究中存在的不足和对下一步研究重点的展望。
  • 试验研究
    徐文杰, 王建文
    润滑与密封. 2017, 42(3): 96-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.03.019
    摘要 (197) PDF全文 (1891)   可视化   收藏
    对直通型、阶梯型及交错型3种迷宫密封流场进行数值分析,研究其封严特性及动力学特性,分析进出口压差、转子转速对迷宫密封泄漏量及动力学特性系数的影响。研究结果表明:交错型迷宫密封封严特性最优,直通型最差;直通型迷宫密封在高转速时有较好的动力学特性,而交错型迷宫密封在低转速时动力学特性很好,但随转速的增加动力学性能急剧下降;在进出口压差较大或转速较低时,交错型迷宫密封具有良好的密封性能及动力学特性,阶梯型迷宫密封动力学特性最差;在转速较高时,直通型迷宫密封具有良好的动力学特性,交错型迷宫密封动力学特性最差。
  • 综述与分析
    黎小辉, 胡远海, 杨露露, 高帆, 王文珍, 杨毅, 姚文钊
    润滑与密封. 2023, 48(8): 196-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.08.026
    摘要 (524) PDF全文 (1724)   可视化   收藏
    聚脲润滑脂属于性能较为全面的高温润滑脂,具有良好的氧化安定性、热稳定性、泵送性、机械安定性、胶体安定性、抗水性等优良性能,性能十分全面。综述近年来国内外聚脲润滑脂的研究进展,讨论基础油、稠化剂、添加剂对聚脲润滑脂的滴点、锥入度、分油率、极压抗磨性等性能的影响,并结合聚脲润滑脂发展趋势提出如下研发建议:聚脲润滑脂的基础油仍将以矿物油为主,但聚烯烃、酯类油等用量及占比会上升,废润滑油再生后得到的基础油也可用作润滑脂的制备,可降解基础油的研发应是未来重要方向之一;应加强构效关系研究,从而精准设计出可与基础油、添加剂匹配良好的稠化剂分子,进而实现聚脲润滑脂综合性能的调控;应根据聚脲润滑脂的个性化特点,加大新型添加剂的研发力度;应加强复合聚脲金属基润滑脂的研发力度,赋予聚脲润滑脂更为优异的性能。
  • 综述与分析
    谭桂斌, 兰志成, 欧静
    润滑与密封. 2017, 42(6): 119-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.06.024
    摘要 (229) PDF全文 (1455)   可视化   收藏
    密封可靠性及安全服役需要各类预测、检测、预防、分析、诊断等方法和技术,对减轻密封失效率和危害度有重要意义。橡塑密封(密封件、液态密封等)是随整机或部件的发展而不断发展的。针对密封产业质量技术基础和对安全节能的新需求,研究密封件和橡塑密封可靠性与完整性理论与实践的特征;以油气资源勘探开发、输送加工过程的密封完整性技术为例,分析橡塑密封系统智能、绿色化设计控制的核心技术;展望密封完整性研究方向。
  • 综述与分析
    丁雪兴, 蒋海涛, 徐洁, 严如奇, 丁俊华
    润滑与密封. 2023, 48(8): 188-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.08.025
    摘要 (145) PDF全文 (1429)   可视化   收藏
    在干气密封的理论研究与设计计算过程中,一般都是基于层流流动假设下进行的,但随着密封运行工况渐趋于高参数化、工艺介质多相化,在高参数、极端复杂工况下时流体会处于湍流流动状态,传统的层流流动理论就变得不再适用,因此在干气密封的理论设计与研究中就需要考虑润滑气体的湍流效应。总结现今应用较为广泛的3种湍流润滑模型,即Constantinescu模型、Ng-Pan-Elrod模型和Hirs模型,并介绍各模型的理论基础与适用范围。对湍流润滑方程及其在不同模型下的湍流系数表达式进行说明,综述考虑湍流效应对干气密封稳、动态性能影响的国内外研究进展。
  • 开发应用
    蔡梦莹, 刘韦江, 左明明, 王玉丰, 耿飞
    润滑与密封. 2020, 45(12): 119-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.12.019
    摘要 (441) PDF全文 (1390)   可视化   收藏
    为探究聚脲润滑脂高温下长期工作容易发生硬化现象的原因,从稠化剂原料有机胺的结构与组成等方面分析其对聚脲润滑脂高温性能的影响;通过使用锥入度测试、热重分析、红外测试等表征手段,对制备的二脲基、四脲基、六脲基润滑脂高温硬化的机制进行探究。结果表明:多脲基稠化剂的热稳定性要明显高于普通二脲基润滑脂,其中六脲基润滑脂在高温下硬化程度最小;多芳烃胺类对聚脲润滑脂的高温硬化现象有明显改善作用,不同的有机单胺中,使用芳香胺和烷基胺复配得到的六脲基润滑脂,其耐高温性能更好;不同有机二胺中,以二氨基二苯甲烷制备的润滑脂样品耐高温性能最好。随着工作温度的升高,聚脲的N-H和C=O官能团会被破坏,脲基结构改变是导致聚脲润滑脂在高温下出现硬化现象的原因。
  • 综述与分析
    李鑫, 杨保平, 慕波, 郭军红, 崔锦峰
    润滑与密封. 2017, 42(8): 135-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.08.026
    摘要 (284) PDF全文 (1388)   可视化   收藏
    综述微胶囊技术在复合材料发展中的应用状况,介绍微胶囊常用的制备方法及自润滑微胶囊在减摩抗磨领域的应用,并探讨自润滑微胶囊在聚合物基体中的摩擦机制,指出自润滑微胶囊多元化协同减摩抗磨效应在复合材料中的发展方向。
  • 企业论坛
    李小芬, 叶小强
    润滑与密封. 2020, 45(11): 136-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.11.021
    摘要 (304) PDF全文 (1257)   可视化   收藏
    为研究往复运动弹簧蓄能密封圈的低温特性,通过构建等效弹簧建立二维轴对称模型,采用ANSYS分析弹簧蓄能密封圈在常温环境下装配和介质加压、由常温到低温过程中及低温加压过程中夹套的应力和摩擦力的变化。结果表明:常温和低温下夹套内外唇口为主要承压区,内外唇口的应力、接触压力、接触宽度和摩擦力随压力升高而增大;低温下的接触压力比常温下大,但接触宽度比常温下小,且摩擦力是常温下的2~3倍。仿真结果表明弹簧蓄能密封圈在常温和低温下具有良好的密封性能,通过常温氦气、低温液氮下的密封性能试验,验证了仿真分析结果的正确性,同时也验证了该弹簧蓄能内密封圈在常温和低温下良好的工作性能。
  • 综述与分析
    毛文元, 宋鹏云, 邓强国, 许恒杰
    润滑与密封. 2017, 42(11): 124-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.11.024
    摘要 (441) PDF全文 (1209)   可视化   收藏
    综述流体动压槽加工工艺技术的研究进展,并评述各种加工技术在加工流体动压槽时存在的优缺点,包括光刻加工、电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工等;指出:光刻加工技术、电火花加工技术和激光加工技术加工流体动压槽是切实可行的,并已有成功案例,其中以激光加工技术应用得最为广泛,但其加工机制仍未得到深入研究;电解加工技术和超声波加工技术也具有加工流体动压槽的可行性;复合加工技术具有各种加工技术的优点,在流体动压槽加工方面具有更大的优势,是未来的一个发展方向;随着精密加工技术的不断发展,流体动压槽加工技术会朝着精确化、复杂化、高效化方向发展。
  • 开发应用
    金耀, 陈矗, 朱振雷, 周佳兴, 王宇婷
    润滑与密封. 2021, 46(12): 124-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2021.12.018
    摘要 (164) PDF全文 (1172)   可视化   收藏
    针对液压缸传统的活塞密封,如接触密封、间隙密封存在的不足,将接触密封与间隙密封沿活塞轴向有机集成,提出一种新型串联式组合密封结构。建立该结构的数值分析模型,通过数值仿真获得流场压力分布、密封圈变形与内泄漏特性,以及结构参数对密封性能的影响规律。结果表明:在进出口压力相同的情况下,相比于接触密封,组合密封的内部结构中压力损失更大,密封圈受到的压力和冲击更小,有利于减少密封件变形;组合密封结构中端部的间隙密封对油液实施了阻滞,使中间的密封圈承受的油液冲击和压力变弱,因而密封圈变形更小;组合密封的多级密封结构能更好地屏蔽泄漏,提升密封性能;组合密封内泄漏受间隙密封长度、密封间隙和油液压力的影响,增大间隙密封长度、减小密封间隙和油液压力,可减少泄漏量。内泄漏物理实验进一步表明,该组合密封能有效减少内泄漏量,提高密封性能,且在密封圈出现损伤故障时,仍能在很大程度上抑制或减少内泄漏,提高密封效果与可靠性。
  • 试验研究
    吴凡, 郭飞, 高燕, 项冲, 黄乐, 贾晓红
    润滑与密封. 2022, 47(1): 23-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2022.01.004
    摘要 (695) PDF全文 (1143)   可视化   收藏
    提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。
  • 试验研究
    刘伟, 孙丹, 赵欢, 慕伟, 马婷, 温帅方
    润滑与密封. 2023, 48(8): 48-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.08.007
    摘要 (233) PDF全文 (1105)   可视化   收藏
    基于Miner线性累积损伤理论对刷式密封刷丝的疲劳寿命进行分析,采用Goodman平均应力修正理论对刷丝材料的S-N曲线进行修正,利用有限元静力学和疲劳寿命分析方法建立刷式密封刷丝的疲劳寿命分析模型。在验证数值模型准确性基础上,通过分析刷式密封刷丝的不同结构参数对刷丝疲劳寿命的影响,对刷式密封刷丝的结构参数进行优化。研究结果表明:刷式密封刷丝容易失效的区域主要为刷丝根部区域,其次为刷丝中间区域;在刷丝材料的屈服应力内,随着最大应力幅值的增加,刷丝的疲劳寿命降低;随着刷丝直径的增大,刷式密封刷丝的疲劳寿命降低,随着刷丝倾角和刷丝长度的增大,刷丝的疲劳寿命逐渐增加;当刷式密封的刷丝直径为0.08~0.12 mm,刷丝倾角为45°~55°,刷丝长度为8~12 mm时为刷式密封刷丝可获得最佳的疲劳寿命。
  • 特约报告
    汪久根, 陈芳华, 陈李果, 张勇强
    润滑与密封. 2017, 42(3): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.03.001
    摘要 (702) PDF全文 (1102)   可视化   收藏
    针对螺旋槽轴承的设计、制造和性能评价,从仿生设计、润滑理论、摩擦磨损和制造技术四方面综述螺旋槽轴承的研究进展。螺旋槽轴承有轴槽轴承、止推轴承、圆锥面和球面螺旋槽轴承以及变结构螺旋槽轴承,其常用的润滑剂有空气、润滑油、水和润滑脂,其润滑分析的方法有有限差分法、有限元法和边界元法;摩擦性能有摩擦特性的Stribeck曲线、摩擦力矩;磨损性能有磨损机制、磨损率和耐磨寿命;制造方法有数控铣削、成形车床车削、扭转挤压加工、掩膜腐蚀加工和激光加工等。提出螺旋槽轴承存在的技术问题,以期为提高螺旋槽轴承的性能和螺旋槽轴承的更广泛应用提供基础。
  • 开发应用
    霍英杰, 侯锁霞, 张好强, 吴超, 张舵
    润滑与密封. 2017, 42(9): 107-110,133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.09.022
    摘要 (230) PDF全文 (1092)   可视化   收藏
    为获得产率高、重复性好的纳米二硫化钼制备工艺,提出纳米级二硫化钼的水热法可控制备方法。以钼酸钠、硫代乙酰胺为前驱体,分别以聚乙二醇(PEG-20 000)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、无水乙醇为表面活性剂,利用水热法制备出球状和花状纳米二硫化钼粒子。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物特性进行表征,通过四球摩擦磨损试验机考察2%纳米二硫化钼在N46润滑油中的极压性能测试。结果表明:酸性环境下,添加表面活性剂PEG-20 000和CTAC可得到球状结构的纳米二硫化钼颗粒,粒径均匀,粒径约为100 nm;而添加无水乙醇时可得到花状结构的纳米二硫化钼颗粒,在硫酸和盐酸环境下粒径分别为190和70 nm;在硫酸环境下,以聚乙二醇为表面活性剂时二硫化钼产率最高,可达78.82%;制备的纳米球状二硫化钼作为润滑油添加剂显著提高了润滑油的极压性能,与工业二硫化钼相比,最大无卡咬负荷最大可提高42%左右。
  • 试验研究
    郑娆, 付光卫, 赵祥, 李双喜
    润滑与密封. 2020, 45(12): 52-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.12.008
    摘要 (329) PDF全文 (1050)   可视化   收藏
    针对干摩擦机械密封在高速运转工况下密封端面的摩擦磨损而导致密封失效问题,通过试验分析几种典型摩擦副材料组对在干摩擦下的摩擦磨损性能。选择浸锑石墨M106D和浸树脂石墨M106K分别与38CrMoAlA以及喷涂Cr2O3、Al2O3的38CrMoAlA硬环组对,采用Plint摩擦磨损试验机,监测摩擦副在高速干摩擦条件下的摩擦因数,分析轴向载荷及线速度对摩擦因数的影响,通过白光干涉仪观测试验前后端面形貌。结果表明:干摩擦下,喷涂的硬环表面石墨转移附着较少,其更耐磨、磨损程度小,浸锑石墨较浸树脂石墨磨损少;6组配对试验主要磨损形式为磨粒磨损,其中浸锑石墨/喷涂Al2O3的38CrMoAlA摩擦副摩擦因数最小;由于石墨的自润滑性,适当增加转速和轴向载荷均有利于降低端面摩擦因数。
  • 实验研究
    金乐佳, 杨建玺, 李成功
    润滑与密封. 2020, 45(10): 67-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.10.011
    基于统计学模型建立织构化轴承混合润滑与磨损的计算模型,通过生成轴瓦虚拟粗糙表面,分别利用平均流量雷诺方程、K-E弹塑性接触模型、Boussinesq积分、Archard型磨损方程求解油膜压力、粗糙峰接触压力、轴瓦的弹性变形和轴瓦表面磨损量。通过有限差分法和牛顿下山法对模型进行数值模拟,得到不同偏心率下的油膜压力、油膜厚度、轴瓦弹性变形、轴瓦表面粗糙峰接触压力及磨损量,并与其他混合润滑模型进行对比,验证了该模型的有效性。以圆形凹坑织构为例,研究在多种工况下,润滑状态转化以及织构对磨损过程的影响。研究表明:织构可以形成二次润滑,有利于流体润滑;随偏心率增大,进入混合润滑状态后,承载能力、粗糙峰接触载荷迅速增加,摩擦因数出现拐点;在混合润滑状态下,磨损过程前期表面织构会造成轴承承载性能降低和增大磨损,随着滑动轴承进一步磨损,表面织构可以起到减磨作用。
  • 开发应用
    杨欣, 杨宁
    润滑与密封. 2023, 48(8): 136-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.08.018
    基于DMT接触模型,在理论上计算金刚石表面纳米摩擦的摩擦力和摩擦因数;采用原子力显微镜,以金刚石探针和片状金刚石试件作为摩擦副,在大气环境下分别研究机械抛光和聚焦离子束(FIB)刻蚀的金刚石试件的摩擦学特性,并比较实验结果和DMT接触模型计算结果。结果表明:金刚石试件的摩擦因数均随着载荷的增加而减小,这与以往对金刚石微观摩擦的研究结果相符合;DMT接触模型计算结果与机械抛光表面试验结果吻合较好,而略高于FIB刻蚀表面试验结果,验证了DMT模型在金刚石纳米摩擦研究中的适用性。通过表面粗糙度和碳原子化学状态分析,得出粗糙表面对探针滑动的阻碍作用和FIB刻蚀过程中生产的非晶碳的减摩作用是DMT模型应用于上述2种加工表面产生差异的原因。
  • 技术探讨
    陈超, 曾昭洋, 罗军, 徐进
    润滑与密封. 2020, 45(3): 126-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.03.022
    航空发动机圆柱滚子主轴承常常因为工作条件恶劣,发生失效。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱等对服役后的圆柱滚子轴承进行失效分析。结果表明:根据失效机制与微观形貌对失效模式,可以将圆柱滚子轴承的失效模式分为8种不同的失效模式,包括划伤和擦伤、打滑蹭伤、压坑凹坑、疲劳剥落、振纹、受热变色、内圈烧伤、保持架镀银层磨损。对打滑蹭伤、烧伤和保持架镀银层磨损等失效模式的轴承进行分析,结果表明:在打滑蹭伤的轴承表面发现O元素,表明打滑蹭伤过程中发生了氧化磨损;在烧伤轴承表面发现了Fe的氧化物FeO和Fe2O3,表明轴承在烧伤时温度较高,润滑油膜被破坏,滚子和内圈互相接触发生剧烈磨损;保持架表面银层脱落,部分磨损区域露出铜表面,表明保持架在服役过程中发生了摩擦磨损。
  • 试验研究
    何东升, 赵康, 刘格宏, 贾礼霆, 郭栋, 张阳
    润滑与密封. 2017, 42(2): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.02.009
    流入控制阀是智能井技术的核心,在油气井高温高压等复杂的环境中,流入控制阀的密封效果直接影响阀的正常工作。依据智能完井工况,设计流入控制阀的结构及其金属密封结构。利用有限元分析软件ANSYS建立金属密封结构的有限元模型,分析最大过盈量、密封圈接触面的锥度、密封圈内部槽的几何尺寸、井下压力状态等敏感性参数对密封结构密封性能的影响。结果表明,随着金属密封圈最大过盈量的增加,最大接触应力降低而最大等效应力增加,而随着接触面锥度的增大接触面长度变长,接触压力和最大等效应力均呈下降趋势;内槽锥度对金属接触对影响较小,对密封圈的等效应力影响较大,内槽锥度增大,等效应力大幅增加。综合考虑应力的影响,应选择合适的最大过盈量,密封圈接触锥度不宜太大,且应尽量减小内槽面的锥度。
  • 开发应用
    罗蓉蓉, 李鹏远, 张腾, 但敏, 金凡亚
    润滑与密封. 2018, 43(11): 114-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2018.11.020
    采用磁控溅射在镍基合金718基底上沉积了8 μm银基自润滑涂层,用XRD对涂层相结构进行表征;在真空条件下对不同温度下涂层的摩擦磨损性能进行研究;用扫描电镜SEM及能谱仪EDS对磨痕形貌和成分进行观察测试。结果表明:所制备的银固体润滑涂层结晶良好,涂层表面均匀致密,与基底结合性能良好,晶粒尺寸约为200nm;银涂层具有良好的摩擦磨损性能,常温25℃下磨痕呈较深的犁沟状,磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主;0℃时,涂层表层内部局部地方出现裂纹和孔洞,发生了严重磨损;-50℃时,摩擦因数最低,磨损量最小,一层光滑且较软的银基润滑膜生成并粘附在硬质摩擦副表面,增加了润滑效果,磨损机制以轻微的黏着磨损为主;温度继续降低到-100℃时,磨痕表面重新出现犁沟状痕迹,磨损机制主要以脆性断裂的剥层磨损为主。
  • 试验研究
    吴朝军, 朱维兵, 颜招强, 张林, 周绍玉, 王和顺
    润滑与密封. 2023, 48(8): 80-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.08.011
    高温会降低磁流体饱和磁化强度,造成永磁铁退磁,影响磁流体密封装置的可靠性及稳定性。为探讨磁流体密封装置传热特性,以大轴径离心压缩机磁流体密封为研究对象,同时考虑磁流体摩擦热和轴承摩擦热对磁流体密封装置传热特性的影响,利用有限元数值计算与磁流体、轴承摩擦功耗理论分析相结合的方法,研究磁流体密封装置温度分布规律,分析齿宽、密封间隙和转速对永磁铁和磁流体最高稳态温度的影响,并确定相关工况所需冷却液质量流率。结果表明:由于轴径尺寸较大,表面线速度高,磁流体黏性摩擦热及轴承摩擦热对密封装置传热特性有显著影响,在无冷却工况下,密封装置最高温度超过磁流体和永磁铁的极限使用温度,需通过强制对流换热的方式进行降温处理;永磁铁及磁流体最高稳态温度随着齿宽增加而升高,随着密封间隙增加而减小;随着转速的增加,永磁铁及磁流体最高稳态温度升高,且转速越大,相同转速梯度差之间的温度差越大。
  • 开发应用
    钟厉, 易迅杰, 邓小强, 韩西, 钟科
    润滑与密封. 2022, 47(1): 127-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2022.01.018
    为提高摩擦材料高温下的摩擦磨损性能和摩擦因数的稳定性,利用正交试验法对多种纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的配方进行优化设计,并通过极差分析,探讨多种纤维及含量对摩擦材料性能的影响及摩擦材料的磨损机制。研究表明:混杂纤维增强树脂基摩擦材料有着优异的耐磨性。陶瓷纤维硬度较高,开散混料后能够均匀分布在树脂基体内,对酚醛树脂基摩擦材料硬度、内剪切强度以及摩擦因数影响最大;碳纤维具有耐高温、耐磨和自润滑的特性,其含量变化对酚醛树脂基摩擦材料磨损率影响最大;在高温下,碳纤维对磨损率影响更加显著,其在摩擦过程中逐渐磨损且分布至整个摩擦面,可显著地降低材料磨损率。纤维含量的不同致使磨损机制发生改变,主要磨损有磨粒磨损、热磨损、疲劳磨损和黏着磨损。
  • 开发应用
    强轲, 徐让书, 戴海宁, 田骏丹
    润滑与密封. 2020, 45(11): 118-124,129. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.11.018
    为了分析某型航空发动机轴间轴承集油结构集油效率不高的原因,采用基于VOF模型和滑移网格技术的多相流数值计算方法,建立轴承集油结构的油气两相流三维瞬态仿真模型,分析集油结构的流场和滑油分布,揭示集油结构内的滑油运动规律和集油损失的机制,并给出了滑油流量对集油效率的影响。结果表明:集油结构中形成对转流动以及涡环,集油损失的原因主要是由于滑油油柱冲击保持架壁面后飞溅形成的油滴颗粒被旋涡带入油坝与收集器之间的狭缝,进而被甩出到轴承腔,导致集油效率降低;集油结构的集油效率与滑油流量无关,仅取决于自身结构。所研究的集油结构的集油效率仅为62%,须改进集油结构,以提高其集油效率。
  • 试验研究
    许岩, 陈光雄, 钟传枝, 杨普淼
    润滑与密封. 2022, 47(1): 60-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2022.01.009
    为研究不同铜含量的浸金属碳滑块的载流摩擦磨损性能,在环-块试验机上研究3种不同铜含量(铜质量分数分别为1.17%、27.8%、50.45%)浸金属碳滑板与铜银合金接触线在载流条件下的摩擦磨损性能,并比较不同电流情况下的材料磨损表面形貌的变化。结果表明:铜含量对浸金属碳碳滑板的摩擦磨损性能有不同的影响。其中铜质量分数为1.17%的材料在200 A小电流情况下整体磨耗量较小,但是在400 A大电流情况下,电弧热、焦耳热产生的500℃左右高温会导致材料气化、掉块,严重加剧材料的损耗;铜质量分数为50.45%的材料在小电流情况下磨耗最大,但材料的运行温度整体较低,即材料的散热性能较好;铜质量分数为27.8%的材料在小电流与大电流情况下综合磨损性能最好。与铜银合金线对磨时,铜含量较高的材料出现了较为明显的黏着磨损,铜含量越高的材料其黏着磨损现象越明显。
  • 试验研究
    雷春丽, 巩宝儒, 贾希斌, 赵明齐
    润滑与密封. 2020, 45(12): 19-25,31. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.12.004
    根据角接触球轴承自旋运动特征,同时考虑弹流润滑效应,建立角接触球轴承考虑自旋运动的弹流润滑模型;采用多重网格法求解弹性变形,利用有限差分法迭代求解雷诺方程,得到较为精确的数值解;分析不同赫兹接触压力、滚道表面粗糙度下自旋对角接触球轴承弹流润滑和油膜刚度的影响。结果表明:考虑自旋时随着Hertz接触压力、自旋角速度增大,油膜厚度减小,油膜压力增大,油膜承压区域呈细长状,并向接触中心靠近;随着滚道表面粗糙度幅值增大,油膜压力和膜厚均出现了波动,且考虑自旋运动时,轴承油膜厚度明显减小,油膜局部压力峰值更大;随着卷吸速度、润滑油黏度增大,油膜刚度减小,而考虑自旋运动时油膜刚度值更大;随着自旋角速度增大,油膜刚度逐渐增大。
  • 试验研究
    兰猛, 朱晓磊, 陆晓峰
    润滑与密封. 2019, 44(1): 64-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2019.01.011
    为探讨金属波纹垫模压成型过程的残余应力和应变强化对垫片压缩-回弹性能的影响,在试验的基础上,建立考虑制造残余应力的金属波纹垫压缩回弹有限元分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,两者的垫片最大压紧载荷误差为1.30%,压缩率误差为9.08%,回弹率误差为13.90%。根据有限元计算结果将金属波纹垫的变形历程分成3个阶段,对其变形机制进行分析,研究轴向载荷作用下金属波纹垫的压缩-回弹过程。研究表明:轴向载荷作用下金属波纹垫依次发生弹性变形、塑性屈服和弹性恢复阶段。
  • 开发应用
    绳春晨, 杨榆, 谢洪涛, 高维浩, 罗高乔, 陈双涛, 侯予
    润滑与密封. 2020, 45(5): 86-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.05.014
    针对某型吊舱环控涡轮油润滑轴承存在的油污染、可靠性低等问题,基于吊舱涡轮的实际使用条件研制一种机载涡轮动压箔片轴承,并进行箔片动压轴承机载环控涡轮的性能试验、功能振动试验、高低温贮存试验、启停可靠性等试验验证。试验结果表明:采用动压气体箔片轴承的高速环控涡轮制冷性能、起浮压力、起浮转速均满足使用要求,功能振动试验、-55和70 ℃高低温启动试验优于指标要求,百次启停和超速运转后涂层无脱落,启停次数可达10 000次以上。
  • 试验研究
    朱青林, 管锋, 刘先明, 万锋, 吴广, 严宇
    润滑与密封. 2023, 48(9): 108-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.09.013
    柔性钻杆已成为老井改造和增产提效的重要工具,为保障柔性钻杆球面密封的可靠性,对设计的一种O形圈球面密封结构开展数值模拟和试验研究。基于ANSYS有限元分析软件探究密封间隙、流体压力、转动角度以及有无挡环等因素对O形圈von Mises应力、接触应力、有效密封宽度等密封特性参数的影响。结果表明:流体压力与密封间隙存在耦合关系,流体压力越高要求密封间隙越小;往复转动会导致最大von Mises应力和最大接触应力升高,且随着密封间隙增大而影响加剧;挡环的安装可有效防止在密封间隙和流体压力较大时O形圈挤入缝隙。通过室内试验验证了O形圈球面密封结构的可靠性,为现场应用提供了理论依据和技术支撑。
  • 开发应用
    林武文, 李振, 王娇娇, 李伟光
    润滑与密封. 2017, 42(11): 100-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.11.019
    为实现对谐波减速器上精密柔性薄壁轴承性能的测试,搭建薄壁轴承性能测试平台,设计测试平台的机械、电气、辅助及数据采集系统,并对设计的薄壁轴承性能测试平台进行初步试验。该薄壁轴承性能测试平台可模拟谐波减速器精密柔性薄壁轴承的高速、动载、长期运行等复杂工况,在线实时检测薄壁轴承的转速、载荷、温度、振动噪声、轴心轨迹等参数,为薄壁轴承的制造与性能评价提供可靠的实验条件和试验数据。
  • 试验研究
    金屿, 吕晓仁, 张兆想, 郭飞
    润滑与密封. 2023, 48(5): 36-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.05.006
    组合密封中塑料环的耐磨特性对其密封性能有重要作用,为优选合适对摩材料,研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙类(PTFE)+40%铜粉、PTFE+7%碳纤维、PTFE+7%碳纤维+5%MoS2、聚醚醚酮(PEEK)5种高分子聚合物材料与QT500对摩的微动摩擦磨损性能。从中筛选出PTFE+7%碳纤维、UHMWPE 2种材料进行不同微动行程、润滑条件下的对比试验。结果表明:无论是在干摩擦还是油润滑条件下,UHMWPE材料的平均摩擦因数随着微动行程的增大而增加,PTFE+7%碳纤维材料达到稳定状态时摩擦因数随着循环次数的波动较小。综合试验结果,当微动行程小于等于0.2 mm时建议选用PTFE+7%碳纤维,微动行程大于0.2 mm时建议选用超高分子量聚乙烯材料。
  • 试验研究
    仇超, 郭瑞, 傅行军, 邓敏强, 刘黄亮
    润滑与密封. 2019, 44(5): 46-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2019.05.008
    研究超声波降黏技术对润滑油黏度和温度的影响。通过搭建润滑油超声降黏试验装置,研究在超声作用和水浴作用下润滑油黏度和温度之间的关系,分析超声降黏机制。结果表明:在温度点相同情况下,超声降黏比水浴降黏效果更好,超声作用相比于水浴加热的降黏幅度更大;润滑油降黏率随着超声作用时间的增加先增大而后趋于稳定,频率42 kHz、超声功率70 W超声波作用10W-50润滑油30 min左右,其降黏率就达74.1%;润滑油的超声降黏机制,除了超声热作用外,还包括超声空化和机械效应;在相同的温度条件下,超声波的热作用对高黏度油样的降黏效果好于低黏度油;超声机械效应可以起到搅拌和均化的作用,促进润滑油温度的均匀化。
  • 开发应用
    李伟光, 郭明军, 杨期江, 骆劼行, 赵伟
    润滑与密封. 2017, 42(10): 87-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.10.016
    提出大型滑动轴承试验台总体设计方案,设计的试验台系统包括机械结构、驱动系统、润滑系统、控制系统和采集系统5个部分;采用有限元软件仿真分析试验台结构的合理性并优化结构设计。该试验台综合利用数字化建模、软件仿真、电气控制、传感器测试以及信号处理等相关技术,保证了试验台的性能稳定可靠。通过对试验台试验获得的转速、温度、压力、位移、振动加速度等试验数据的分析,验证了整个试验台系统设计的有效性,证明其可满足大型动压滑动轴承正常稳定运转的要求。
  • 试验研究
    施迅, 王伟, 刘焜, 陈锐, 杨璐, 冯圣友
    润滑与密封. 2020, 45(5): 25-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.05.004
    基于相关文献提出粗糙表面模拟方法,通过软件工具在ANSYS中建立微观粗糙表面接触有限元模型,利用该模型分析载荷对弹塑性变形和接触面积的影响。结果表明:随着正压力的增大,粗糙表面上不断地有微凸峰与平面发生弹性接触变形,接触斑点(或接触斑点群)的数目逐渐增加,斑点中心区域的弹性变形很快达到最大,微凸峰负荷变形的同时也使斑点四周区域受到挤压;初始接触时,轮廓高度较大的微凸峰率先发生弹性变形,随着压力的增大,金属材料所受应力达到屈服极限同时粗糙表面的弹性变形和塑性变形的集中区域不断增加,真实接触面积不断增大;接触区数目的增多和接触区面积的增加都可以导致接触面上真实接触面积增加;随着压力的增大,真实接触面积的增大并不是由于接触区数目的增多,而是微观接触区面积的增大。
  • 实验研究
    汲腾龙, 宋鹏云
    润滑与密封. 2020, 45(11): 73-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2020.11.012
    以动静压气体径向滑动轴承为研究对象,考虑湍流润滑,基于有限差分方法求解引入湍流因子改良的可压缩雷诺润滑方程,计算湍流润滑动静压气体径向滑动轴承的压力分布,获得轴承承载力、静态刚度、交叉刚度、主刚度、交叉阻尼和主阻尼等表征动静压轴承静动态特性的基本参数,并分析偏心率、槽深、槽数、长径比等结构参数及轴颈转速和供气压力等工况对轴承静动态性能的影响规律。结果表明:连续性狭缝湍流润滑动静压气体径向滑动轴承的静态特性优于非连续性狭缝;轴承承载力随着偏心率、长期径比的增大而增大,随着槽区长度、槽深的增大而减小,槽数对承载力影响不大;轴承静态刚度随着偏心率的增大先增大后减小,随着长径比、槽深、槽数的增大而增大,随着槽区长度的增大而减小;较大的转速和供气压力有助于提升轴承的承载力和静态刚度;随着偏心率的增大,交叉刚度逐渐增大,主刚度先增大而减小,而交叉阻尼和主阻尼均增大。
  • 企业论坛
    李小刚, 苏辉, 张遂心, 张大华, 安书杰
    润滑与密封. 2023, 48(9): 213-220. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2023.09.028
    我国汽车市场油品规格主要以API规格以及中国D1规格为主,这些油品规格都要求采用ASTM D7216-22来评价汽车发动机密封件与油品的相容性能。为此提出采用ASTM D7216-22评价润滑油橡胶相容性的方法,并采用该方法评价发动机油中常用基础油、无灰分散剂、抗氧抗腐剂对橡胶相容性的影响。结果表明:I类和III类基础油对丁腈橡胶(NBR)和聚丙烯酸酯橡胶(ACM)有使其收缩的影响,对氟橡胶(FKM)、硅橡胶(VMQ)及聚乙烯丙烯酸酯橡胶(MAC)有使其膨胀的影响,但均满足中国D1-2019规格对橡胶相容性指标的要求;聚异丁烯丁二酰亚胺无灰分散剂RHY161(高分子常规型)和RHY162(高分子烟炱型)调配的CK4 15W-40的油品橡胶相容性均满足D1规格的要求;纯度为99.86%的二正丁基二硫代氨基甲酸酯(抗氧抗腐剂)与研究的5种橡胶片的相容性较好;采用I类基础油(MVI500)、III类基础油(VHVI6)、分散剂RHY162、二正丁基二硫代氨基甲酸酯(抗氧剂)以及复配其他添加剂调配的全配方油品表现出较好的橡胶相容性性能。
  • 开发应用
    戚天天, 谢小鹏, 高国刚
    润滑与密封. 2021, 46(12): 117-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2021.12.017
    设计一种新型油气润滑系统油气混合器,对其工作原理、结构设计、流场流型及油气管末端供油情况进行研究。建立包括螺旋管的流体域模型,将整个流体域分为润滑油初始区域、油气混合区域、螺旋管区域和末端直管区域。利用Fluent软件进行数值仿真模拟,建立瞬态模型分析单次打入润滑油的情况下油气两相流的形成机制,提出新的油气混合理论模型。研究结果表明:新型油气混合器结构紧凑,能实现精确定量的油气供给;高速压缩空气能够将润滑油分为两部分,一部分润滑油附着在管壁上以较低的速度向前流动,另一部分随着空气以较高速在管道中心向前流动,从而使得润滑油能够在较短时间内均匀分布在整个管道的管壁之上;在油气管末端,由于背压的影响,润滑油的分布复杂多变,但仍能保证油的连续供给。
  • 试验研究
    林杰, 曾东方, 鲁连涛, 李伟, 邹朗, 刘卫东
    润滑与密封. 2021, 46(1): 59-65,73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2021.01.009
    为探究水润滑条件下转速对车轮钢滚动接触疲劳和磨损性能的影响,利用滚动接触摩擦磨损试验测试不同转速下车轮试样的剥离寿命、摩擦因数和磨损率,并结合磨损形貌和裂纹扩展形貌观察,对比分析不同转速下摩擦磨损和剥离寿命的影响因素。结果表明:随转速提高,车轮材料氧化程度加剧,导致摩擦因数逐渐增加;当转速由250 r/min增至500 r/min时,摩擦因数增幅较小,应变速率增加导致磨损率下降,当转速由500 r/min增至1 000 r/min时,摩擦因数急剧增加,导致材料磨损率增加;随转速提高,剖面塑性流动层厚度、裂纹扩展角度、裂纹分叉深度和最大扩展深度均呈现减小趋势。转速增加带来的摩擦因数的增加,一方面缩短裂纹萌生寿命,另一方面减小了裂纹发生向上转折的深度,最终导致滚动接触疲劳寿命随转速的增加而减小。
  • 开发应用
    张怡雯, 欧屹, 冯虎田, 疏亚雅
    润滑与密封. 2017, 42(3): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2017.03.024
    利用Stribeck曲线和Hamrock-Dowson的最小油膜厚度计算公式,分析速度与润滑油量和摩擦力的关系。分析结果表明:在一定工况下,当速度由小到大变化时,滚动直线导轨副的润滑状态会经历边界润滑、混合润滑和弹流润滑3个阶段,摩擦力先减小后增大;润滑油量越多,直线导轨副在相对较好的润滑状态下工作,摩擦力就越小。通过滚动直线导轨副综合性能试验台,研究速度与润滑油量对滚动直线导轨副摩擦力的影响。结果表明:在高速运行下,速度对摩擦力影响较大;同时在注油量不断增加至注满的过程中,摩擦力大小先急剧变小,然后摩擦力曲线变化趋于平缓,此时的供油量即为最合适的润滑油量。