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润滑与密封
润滑与密封

贺石中

月刊

0254-0150

rhymf@gmeri.com;rfbjb@163.net

020-32385313，32385312

510700

广州市黄埔区茅岗路828号广州机械科学研究所

润滑与密封/Journal Lubrication EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《润滑与密封》创刊于1976年，是中国机械工程学会摩擦学分会会刊，由中国科学技术协会主管，中国机械工程学会、广州机械科学研究院主办。该刊于1992年、1996年、2000年和2004年连续四届被评为全国中文核心期刊：1995年成为美国工程信息公司(Ei)Ei Page One数据库收录期刊，并于2004年成为Ei Compendex核心数据库收录期刊：1996年成为《美国化学文摘》(CA)收录期刊；1999年入选为万方数据库收录期刊和中国科技论文统计分析用刊。杂志主要介绍摩擦、磨损、润滑、密封的基础理论研究、试验成果及应用情况。
正式出版
收录年代

    超高压下闸板防喷器胶芯密封性能研究及结构优化

    蒋发光肖华徐睿晗郭旭阳...
    90-97页
    查看更多>>摘要：为探究140 MPa超高压下闸板防喷器管子胶芯的密封性能,依据超弹性体大变形理论和数值模拟方法,在研究闸板防喷器管子胶芯与闸板、钻杆的接触关系基础上,建立胶芯密封性能的分析模型,分析在液压缸驱动力、140 MPa高压钻井介质作用下管子胶芯的密封性能,研究胶芯核心参数偏心距、垫铁半径及胶芯厚度对密封性能的影响规律,得出胶芯结构的优化参数,并对不同的胶芯唇面结构进行密封性能评价.结果表明:胶芯密封薄弱区域位于胶芯圆弧面与端平面交界处;在140 MPa高压介质作用下胶芯出现应力集中和"密封过度"现象,将导致胶芯的使用寿命急剧降低;胶芯的有效接触应力随着偏心距、垫铁半径、胶芯厚度的增大而减小,最大等效应力随偏心距的增大而增大,随胶芯厚度的增大而减小,随垫铁半径的增大先下降后升高;综合矩形、圆弧形、倒角型三种胶芯唇面结构的接触应力与等效应力,倒角型唇面胶芯最优.采用最优的胶芯唇面结构和核心参数值对管子胶芯进行结构优化后,胶芯高应力区域减少,最大应力降低了 16.7％、有效密封面积提升了 34.9％.

    闸板防喷器管子胶芯密封性能结构优化弹性体大变形理论

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    航空发动机附件机匣喷嘴结构优化设计与流量分配研究

    张华军李炎军姜乐徐永强...
    98-105页
    查看更多>>摘要：为通过优化航空发动机附件机匣供油喷嘴结构以达到流量精确分配的目的,根据附件机匣内置流路及喷嘴的流动特点,基于Volume of Fluid(VOF)两相流方法建立三维数值仿真计算模型,结合一维流量特性关联式提出一维-三维耦合迭代求解方法,并探究附件机匣全流路的压力分布以及供油压力和节流孔直径对总流量的影响规律,并对喷嘴结构进行优化设计以满足流量分配需求.结果表明,节流孔、支路交叉连接处存在显著的流动损失,不同支路的压力差异较大,同一支路的压力相差很小,同时总滑油流量受供油压力和节流孔直径的影响较大.在数值仿真和关联式计算结果相互印证的基础上,经过六次耦合迭代计算,获得了满足所有供油喷嘴流量设计要求的供油压力、节流孔及喷孔参数.

    喷嘴节流孔供油压力航空发动机流量分配

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    聚乙二醇分子量对合成的水性聚醚酯的摩擦学性能影响

    邵文强徐超娄文静刘晓玲...
    106-117页
    查看更多>>摘要：为改善水溶性聚醚酯的水溶性和摩擦性能,采用3种大相对分子质量(1 500、2 000、4 000)的聚乙二醇与小分子量的正庚酸进行酯化反应,制备出3种聚醚酯(PEEs)添加剂,利用红外光谱仪和核磁共振波谱仪对其进行分子结构表征和官能团分析,采用SRV-V试验机和攻丝扭矩试验机考察其在去离子水中的摩擦学性能;采用非接触式三维轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)分析摩擦试验后试样磨痕表面形貌,借助X射线光电子能谱仪(XPS)分析PEEs的作用机制;评价PEEs添加剂的抗泡性能、高低温稳定性能及防腐性能.结果表明:PEEs在去离子水中展现出优异的减摩抗磨性能,这是因为PEEs结构中的酯基官能团能与金属摩擦副表面发生强的相互作用,从而形成一层较为牢固的吸附膜;PEEs质量分数为3％的水溶液摩擦因数最低,磨损体积最小;PEEs的抗磨减摩性能随聚乙二醇分子量的增大而减小;3种PEEs水溶液具有良好的高低温稳定性能和防腐性能,其抗泡性能和常用的2种反向嵌段聚醚相当,这是因为PEEs结构中含有疏水基团长链烷基有利于提高水溶液的抗泡性能.

    水溶性聚醚酯抗磨减摩抗泡性能高低温稳定性能

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    高温螺栓法兰系统长时密封性能模拟计算

    吴思远陈冉章兰珠
    118-126页
    查看更多>>摘要：研究螺栓法兰接头高温力学和密封性能对其可靠性研究、预防静密封系统失效有重要意义,然而目前考虑长时间服役的法兰接头密封性能的研究相对较少,特别是针对需要保温的高温法兰接头.根据螺栓法兰接头各组件的变形量建立变形协调方程,使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,计算高温工况以及不同蠕变时长下法兰接头各组件的应力分布规律.理论计算与有限元仿真结果相近,验证了建立的模型可用于评估高温法兰接头的长时密封性能.研究结果表明:螺栓法兰接头大应力集中在螺母与法兰表面接触处、法兰结构拐角处以及螺栓中间部位,螺栓载荷以及结构不连续导致的应力集中是产生大应力的主要原因;高温工况下,随着服役时间延长,法兰接头各组件应力均大幅度下降;通过强度和密封性能的校核发现,垫片蠕变是法兰接头失效的主要原因.

    高温蠕变法兰接头长时密封性能变形协调方程蠕变松弛

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    钢铁厂通风除尘系统新型90°弯头减磨特性研究

    张华乐文毅冯晓峰谢冬明...
    127-135页
    查看更多>>摘要：钢铁厂通风除尘系统中90°弯头部位的长时间冲蚀磨损会导致管道失效,严重影响生产安全.为了解决这一问题,首先根据实验数据和CFD-DPM数值模拟方法验证了冲蚀模型计算的准确性;然后,为减少弯头磨损,提出一种适用于通风除尘系统的90°优化弯头,并分析颗粒速度、颗粒粒径和颗粒质量流量对弯头冲蚀的影响.结果表明:优化弯头的最大冲蚀率随颗粒速度变化的增长率比普通弯头低,在各流速下优化弯头的最大冲蚀率最高可减少33％左右,然而随着颗粒速度的增加,优化弯头的优化效果逐渐减弱;优化弯头对于75 µm粒径的颗粒最大冲蚀率可以减少34％左右,对其他粒径的颗粒最大冲蚀率可减少27％左右,表明优化弯头对不同粒径的冲蚀均具有良好的减磨效果,对小粒径冲蚀减磨效果更明显;颗粒质量流量为0.01～0.02 kg/s时,最大冲蚀率可以减少35％左右,随颗粒质量流量增大,优化效果逐渐减弱.研究结果可为钢铁厂通风除尘系统弯头耐磨优化设计提供一定的参考.

    冲蚀磨损最大冲蚀率通风除尘系统优化弯头冲蚀模型

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    后挡板结构对指尖密封泄漏特性及温度分布的影响

    张庭军王娟刘美红
    136-143页
    查看更多>>摘要：为研究不同后挡板结构指尖密封的泄漏流动及温度分布,将指尖密封片区域处理为多孔介质模型,建立标准型、压力平衡型、通腔型以及翼型4种不同后挡板结构的指尖密封计算模型,利用计算流体力学方法进行求解,探究不同压差与转速下不同后挡板结构的指尖密封的滞后效应、泄漏特性以及温度分布.结果表明:标准型与压力平衡型指尖密封滞后效应相似,通腔型与翼型指尖密封滞后效应低于标准型与压力平衡型;压差对通腔型指尖密封的泄漏量影响最大,对标准型的泄漏量影响最小;转速对标准型指尖密封的影响最大,对翼型的影响最小;在同一压差与转速下,标准型指尖密封的最高温度最高,翼型指尖密封的最高温度最低,表明摩擦热对翼型指尖密封的影响最小.研究表明,翼型后挡板结构与通腔型降低滞后效应相似,但其泄漏量低于通腔型,且翼型后挡板结构在同一压差与转速下有更长的使用寿命.研究结果对指尖密封的优化设计具有一定指导意义.

    后挡板结构多孔介质滞后效应泄漏特性温度分布

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    橡胶含量对匹配铝基制动盘的橡胶基摩擦材料性能的影响

    李尚谌蒙洁丽尹彩流王秀飞...
    144-151页
    查看更多>>摘要：为研制与铝基复合材料制动盘匹配良好的合成闸片,以丁腈橡胶为主要黏结剂,通过半湿法密炼工艺制备橡胶基摩擦材料,研究不同丁腈橡胶含量对摩擦材料力学性能和摩擦磨损性能的影响规律,并探究摩擦材料磨损机制.研究结果显示,在质量分数5％～13％范围内,随着橡胶质量分数的增加,摩擦材料的硬度、压缩强度和冲击强度呈先增大后减小的趋势,而压缩模量呈逐渐下降的趋势;当橡胶质量分数为11％时,摩擦材料的冲击强度达到最大值;随着橡胶质量分数的增加,摩擦因数和磨损率均呈现先降低后升高的趋势,在橡胶质量分数为11％时,摩擦材料的磨耗量达到最低值.在较低的橡胶含量下,摩擦材料的磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损,其中黏着磨损占主导地位,随着橡胶含量的增加,摩擦材料的主要磨损方式转变为磨粒磨损.橡胶质量分数为11％时,摩擦材料的材料各项性能优异,最为适合与铝基制动盘匹配.研究结果为开发高性能的橡胶基摩擦材料以满足铝基制动盘的要求提供了参考.

    铝基制动盘橡胶基摩擦材料摩擦磨损性能磨损机制力学性能

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    非牛顿流体润滑表面织构端面机械密封性能分析

    于博宋勇赵伟刚常涛...
    152-159页
    查看更多>>摘要：为研究润滑介质的非牛顿流变特性对表面织构型端面机械密封性能的影响,建立考虑液膜空化和非牛顿流体效应的修正Reynolds控制方程,探讨椭圆、菱形、圆形和方形等不同形状织构孔于不同幂律指数下机械密封端面的膜压特性、泵送回流特性和承载性能.结果表明:随着幂律指数增大,由于润滑介质的增稠流变特性,使得不同织构液膜的最大压力峰值和空化区均有所提高;相比较于圆形和方形织构孔,菱形和椭圆形织构孔具有更好的泵送效应,可以调整倾斜角来自由控漏反输,但承载能力较弱;高幂律指数下4种织构的泵送率均有所提高,圆形和方形织构孔的承载力略微增大,而菱形和椭圆形织构孔的承载力明显降低.

    机械密封非牛顿流体表面织构空化密封性能

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    盾构机迷宫密封旋转润滑试验及动态仿真研究

    牛文琪周小磊张杰俞培德...
    160-168页
    查看更多>>摘要：盾构机主驱动密封系统在恶劣的工况下易进渣土,导致密封失效,而目前对渣土侵入密封的研究尚不充分,且对主驱动密封润滑的研究局限于缩比模型的试验和仿真模拟等方法,缺少实机的试验和仿真模拟.通过建立φ2 m级主驱动密封润滑试验台并构建等比例网格模型,通过试验法探究迷宫密封腔内动态旋转的EP2油脂在不同的转速、密封类型、偏心量等因素下,迷宫密封腔内EP2油脂的流动扩散情况.构建等比例试验台网格模型,使用滑移网格法模拟迷宫密封腔内EP2旋转扩散情况,对比试验结果以验证数值模拟的准确性.试验结果表明:EP2油脂扩散弧长随转速和偏心量的增加而增长,但相较于偏心量,主驱动转速对油脂扩散弧长的影响较小;在相同偏心量和主驱动转速下,错列型迷宫密封的密封性能优于直通型迷宫密封.依照行业经验设定油脂单口注入量为3.4 mL/min时,迷宫密封腔内仅内、外筒壁面有少量EP2黏附,其余位置均为空腔;且在黏性力、重力及离心力相互作用下,EP2不能均匀地流出,致使迷宫密封上部缺少油脂润滑,从而导致迷宫密封被渣土侵入而失效.

    盾构机迷宫密封油脂流动滑移网格唇形密封

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    基于SA-CFPSO算法的螺旋槽径向气体轴承槽型参数优化

    唐杰殷玉枫张鑫
    169-175页
    查看更多>>摘要：螺旋槽径向气体轴承的性能与槽型参数密切相关,最佳槽型参数的理论数据集对于轴承的研发设计极其重要.为获得承载力最大和多目标性能最佳的槽型参数理论数据集,通过数值计算得到轴承承载力的数值解,并以承载力为目标函数,建立气体轴承的最大承载力优化模型,利用混合模拟退火和带压缩因子的粒子群算法(SA-CFPSO)求解优化模型,得到轴承在不同长径比和偏心率下的最佳槽型参数.通过与文献试验和理论数据对比,验证了该数值方法和SA-CFPSO算法寻优的准确度和效率.优化结果表明:轴承的最佳槽长比和槽宽比小于0.5,最佳槽深比在2.7左右,最佳螺旋角在0.45～1 rad之间.在压缩数较小时,相较于普通圆柱轴承,表面开槽对于轴承承载力的影响并不明显,当轴承的长径比或偏心率增大时,最佳槽型参数的数值变化较为明显.

    螺旋槽径向气体轴承最大承载力模拟退火带压缩因子的粒子群算法

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