针对提高推料离心机油缸耐磨性的要求,通过对提高金属表面硬度技术方案的研究,得出采用豪克能技术对油缸内表面进行处理既能提高油缸表面的硬度,又能提高表面粗糙度,还能替代磨削工序。选择了优化后的豪克能加工工艺参数,油缸表面硬度比基体提高15%,粗糙度由磨削的Ra0.4提高到Ra0.2。应用结果表明,通过豪克能在推料离心机油缸加工中的应用,油缸使用寿命提高了100%。

在气动元件中,密封大致分为2种形式端面密封与径向密封,而端面密封中有许多是嘴子密封,如K23D电磁换向阀,嘴子结构如图1所示。

反应堆压力容器不锈钢密封面加工的成败直接关系到反应堆压力容器的密封效果。密封面材料EQ308L不锈钢是一种公认的难加工材料,由于本身具有的某些基本特性,导致在切削过程中。所以,如何保证密封面粗糙度要求是密封面的加工难点。本文针对反应堆压力容器不锈钢密封面展开工艺加工研究和试验,通过合理选择加工刀具和切削参数,获得了比较理想的加工效果。

为了提高环形间隙密封在封油时的泄漏率计算精度和效率,通过网格无关性检验和试验验证获得了较准确的数值计算方法,并基于此开展了不同关键因子(表面粗糙度、轴向锥度、偏心量和周向线速度)影响下的理论计算研究。结果显示:工业应用中,间隙内油液流动多为层流,油膜网格层数不小于4层,纵横比取1~1.5时,数值计算结果稳定;层流时,表面粗糙度对泄漏率没有影响,而紊流时,粗糙度越大,泄漏率越小;间隙的收敛或发散几乎不影响泄漏,将综合膜厚乘以2修正,理论泄漏率与数值结果十分吻合;两种方法间的计算偏差随偏心量的增大而增加,偏心量不大于0.2 mm时,吻合较好;泄漏率随转速的上升而明显减小,与一般结论不同。

针对影响金属平面气密封性能的因素进行探究,设计了金属平面气密封性能试验装置,探究了表面粗糙度和密封脂黏度对金属平面气密封性能的影响规律。结果表明,随着金属粗糙度降低,金属平面气密封能力逐渐增强,且金属粗糙度越低,降低同样的粗糙度金属密封效果提升的越少。涂抹密封脂对金属平面气密封性能提升显著,相似黏度为872 Pa·s的润滑脂密封效果略优于相似黏度为235 Pa·s黄油的密封效果。研究结果对于金属平面气密封金属粗糙度的选择和密封脂的选取具有一定的参考价值。

结合高温高压工况和齿形滑环组合密封的特点,基于热弹性流体动压润滑理论,建立了滑环组合密封在高压旋转时的数学模型。基于小变形理论,通过变形影响系数矩阵法得到齿形滑环组合密封在油膜压力作用下的弹性变形;结合流体动压润滑方程、温度场能量方程和粘温方程,使用有限差分法对热弹性流动压润滑模型进行求解,采用Matlab计算了齿形滑环组合密封圈在工作过程中的油膜厚度分布和油膜压力分布。分析结果表明:齿形滑环的粗糙度对密封性能有显著的影响,润滑油膜压力沿着轴向先增大后减小,周向油膜压力则在稳定范围内波动;同时,密封圈的油膜厚度和油膜压力随着环境温度的上升而减小。

为探究燃料电池密封件表面形貌对密封接触特性的影响,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数表征密封件的表面形貌,基于Majumdar-Bhushan接触模型构建考虑密封件表面形貌的二维有限元模型。研究接触—一次线性加载—卸载—二次线性加载4个步骤下光滑表面与粗糙表面的接触特性,基于上述模型,研究材料硬度对燃料电池密封性能的影响。研究结果表明:粗糙表面二次加载后其应力分布均匀度低于第一次,且其2次加载后应力分布均匀度均低于光滑表面;粗糙表面二次加载后其最高应力与最大接触压力较第一次分别增加14.29%与89.29%,而光滑表面几乎维持不变;对于粗糙表面,其硬度越高,泄漏率越低,且其降低幅度随硬度增大而减小。

基于往复式密封的弹性流体动力润滑的数学模型,对影响密封性能的因素进行了综合分析。综合考虑了形变理论、接触力学理论以及流体-固体耦合理论,采用MATLAB数值分析法,通过数学迭代计算完成最终求解。深入研究了润滑油黏度、界面摩擦系数以及密封圈的表面粗糙度对密封性能的综合影响。结果表明:随着耦合界面摩擦系数的增加,接触摩擦力都呈现出增大的趋势;总摩擦力随着粗糙度的增加呈现出抛物线式变化趋势;润滑油的黏度存在一个临界值,当润滑油黏度小于此临界值时,随着润滑油黏度的增加,总摩擦力先增加后降低;当润滑油黏度超过此临界值时,接触摩擦力呈现出单调增加的趋势;润滑油黏度和界面粗糙度的增加会导致流体泄漏的增大。

外圆车削加工TC4钛合金过程中,再生型颤振会在工件表面留下不规则的振纹,严重影响了钛合金的表面加工质量。考虑外圆车削动力学参数的影响,建立了外圆车削TC4钛合金再生型颤振动力学模型。在KDN数控车床上进行动力学参数识别试验,将试验结果代入所建模型解析解中,利用MATLAB软件绘制外圆车削稳定性叶瓣图并得到外圆车削加工TC4钛合金的极限切削深度为0.5532 mm。进行外圆车削试验,对试验结果进行时域分析以及粗糙度分析。试验结果表明:当切削深度小于0.5532 mm时,无论转速取何值,车削都相对稳定;当切削深度大于0.5532 mm,但与转速构成的点位于叶瓣图曲线下方时,其振幅平均值、粗糙度较小,与前者相差不大,车削稳定;当切削深度与转速构成的点位于叶瓣图曲线上方时,与叶瓣图曲线下方相同转速的点对比,其振幅平均值增大了1倍左右,粗糙度值增大了31%...

摆动磨削作为一种精密磨削技术,在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入,对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势,实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合,以40Cr钢凸轮轴为试验材料,采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数Ra、Rz和Rsm。基于灰色关联理论,对测得的粗糙度结果进行深入分析,将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题,得出