摘要：在传动系统中,尼龙66制零件会与碳钢零件配合传递运动和转矩,由于尼龙66硬度远远低于碳钢,所以尼龙66制零件表面极易产生磨损导致失效,因此在产品设计中必须考虑尼龙66的摩擦磨损。为有效评估尼龙66与碳钢配对运行的摩擦磨损性能,在不同载荷下进行尼龙66/45钢摩擦副的摩擦磨损试验,通过超景深显微镜观察磨损形貌及磨痕的深度,采用灰色系统理论建立磨损量预测的灰色GM(1,1)模型,建立考虑表面接触应力的磨损量预测模型。结果表明:采用灰色理论预测尼龙66/45钢的磨损量具有高精度和高可靠性,预测值和试验值的最大误差为9.26%,平均相对误差为3.60%。采用该预测模型进行尼龙零部件磨损寿命设计,无需开展大量重复性的磨损试验,能够快速为尼龙零部件的产品设计提供磨损量的参数指标。

摘要：为探讨兆瓦级风力发电机偏航制动器在低速、重载工况下出现摩擦片失效的原因,利用直接热力耦合法模拟偏航摩擦片在制动工况下的等效应力和温度变化特性,采用正交试验法,通过直观分析与方差分析研究偏航压力、偏航速度、摩擦因数对摩擦片的最大等效应力和最高温度的影响。结果表明:摩擦片的等效应力和温度随着偏航压力的增大而增大,摩擦片入口处存在应力和高温集中;偏航压力对摩擦片的最大等效应力和最高温度的影响最大,摩擦因数的影响次之,偏航速度的影响最小;偏航压力、偏航速度、摩擦因数对最大等效应力的影响权重比分别为1、0.06、0.48,对最高温度的影响权重比分别为1、0.91、0.97。通过合理选择偏航运行工况,可以缓解摩擦片的等效应力和温度分布的交变集中区,从而延长摩擦片使用寿命,进而为偏航制动器的设计提供理论指导和数据参考。

摘要：风力发电机法兰承受较大切向载荷,法兰结合面的静摩擦因数直接影响法兰连接性能,目前法兰静摩擦因数预测理论和表面工艺优化的研究较少。为建立风电法兰结合面静摩擦因数预测模型,探究表面工艺参数对法兰静摩擦因数的影响。基于分形理论构建法兰结合面静摩擦因数的分形预测模型,并采用摩擦试验对预测模型的准确性进行验证。设计正交试验来探究表面粗糙度、表面处理工艺、表面涂层多种表面工艺参数对静摩擦因数的影响,建立表面工艺参数与静摩擦因数映射数学模型,基于该数学模型得到产生最大静摩擦因数的工艺组合方案。研究结果表明:静摩擦预测模型具有较高的准确性,为法兰精确化设计提供了理论基础。对正交试验结果进行极差和方差分析得出:表面粗糙度对静摩擦因数影响最小,表面处理工艺次之,表面涂层的影响最大,产生最大静摩擦因数的表面工艺为:表面粗糙度为Ra 6.3、表面喷丸处理、涂覆Paint B油漆,建立的表面工艺参数与静摩擦因数映射数学模型能够准确获得最优表面工艺参数,缩短了法兰表面工艺设计周期。

摘要：端罩箱盖使油膜轴承与外界隔离,形成相对封闭的润滑体系,避免杂质进入轴承内部,保护轴承和润滑油的清洁度,延长了轴承的使用寿命。现有钢端罩箱盖存在因自重下沉,变形,导致30%端罩漏油,密封失效,造成润滑油严重经济损失。端罩箱盖为单配加工,用户更换成本大。为此,本文试制一种新型油膜轴承端罩,采用玻璃钢代替普通碳钢,满足设计要求;采用通配工艺方法,满足端罩箱盖互换性需求;建立端罩有限元模型,校核端罩刚度;通过铸造、加工、安装透视窗、安装铜套、通配、把合等全部工序,完成玻璃钢端罩箱盖试制试验。结果表明:采用玻璃钢端罩,减小自重60%,降低生产成本20%,解决了端罩下沉、变形等故障,实现零件轻量化设计。采用通配工艺,提高端罩箱盖成品批量合格率,降低用户维修成本,实现产品尺寸标准化,满足工艺要求和现场装配互换性需求。

摘要：锁紧盘属于典型的过盈联接装置,作为一种先进传动方式,具有装配拆卸简便、承载能力强等优点,在机械工程领域有着广泛的应用。本文基于传统设计方法,以MW级风电锁紧盘为例,建立锁紧盘的力学模型,得到各过盈结合面接触压力之间的关系表达式,推导出推进压力与过盈量的函数表达式,进而确定螺栓扭紧力矩与过盈量的函数表达式,提出一种考虑螺栓扭紧力矩的锁紧盘新型设计方法;通过有限元仿真计算,两种方法最大误差仅为5. 12%,验证本文设计算法的可行性;该设计方法进一步拓展和补充了过盈联接基础设计理论,利用参数化运算,实现锁紧盘的系列化设计,有助于实现传统机械设计向智能化创成设计的升级转变。

摘要：衬套作为油膜轴承中关键零部件,分析其应力分布对衬套制造工艺与预测衬套损伤有重要意义。本文对受到压力/温度载荷作用的衬套进行研究,结合有限元理论对结合界面的应力分布规律进行分析,并研究巴氏合金/锡青铜分别作为耐磨层时的应力分布,讨论了结合界面应力分布不均匀现象,通过对沿界面及界面端的应力分布情况的分析,确定了结合界面应力集中位置,对比讨论了巴氏合金/锡青铜的应力分布,为两种衬套实际使用中的应力分布提供依据。

摘要：油膜轴承作为关键基础旋转部件,在许多场合发挥着至关重要的作用。以轧机油膜轴承试验台上试验轴承参数为例,通过MATLAB优化工具箱,再根据遗传算法,研究分析了三个单目标函数集成的多目标优化问题,获得了优化后的设计参数。通过MATLAB编程的油膜压力计算发现,优化后的参数在提高轴承承载能力方面明显较好于传统设计参数,在一定程度上为企业实际生产提供了参考数据和增加轴承使用寿命。

摘要：近年来,重大装备正朝着长寿命、高可靠性的方向发展,过盈联接作为基础的联接方式对于可靠性的要求越来越高。本文将风电锁紧盘作为实例,构建了多层过盈联接的力学模型,得到考虑承载性能和过盈层结构强度的可靠度数学模型,以此为基础进行参数灵敏度分析。通过研究过盈量、摩擦系数、装配间隙、材料屈服强度均值变化对锁紧盘可靠性灵敏度的作用规律,得到锁紧盘尺寸设计和材料选型的优先设计变量,给出了各参数的推荐取值。本文从可靠性灵敏度的角度为参数精准选择提供了依据,不仅完善了多层过盈联接的可靠性设计理论,同时也为锁紧盘性能优化提供了一定的技术指导。

摘要：摩擦联结作为无键联结件的关键配合方式,广泛应用于冶金装备、新能源汽车等领域。摩擦联结通常存在典型的阶梯状锥面,容易产生压力偏置和应力集中。表面织构化是提升产品使用性能的新型设计方法,已应用于多个系列产品的设计制造。但是,表面织构的作用机理缺乏科学论证,以胀紧套产品为例,通过ABAQUS开展装配模拟,深度探究开槽对胀紧套使用性能的影响。基于力学传递方程,建立胀紧套锥面过盈联结的力学模型,推导出扭矩的计算方法。结果表明:理论计算与仿真结果重合度高,仿真结果可信;表面织构能有效改善胀紧套的应力集中,内环开槽会缓解主轴承载偏置问题,显著提升胀紧套的承载能力和使用寿命。

摘要：试验装置的运行精度是保证实验数据接近真实值的重要条件,直流电机作为油膜轴承试验台的关键设备,其转速的控制精度非常重要。为了提高直流电机的控制精度,本文选用模糊PID控制策略对试验台电机的转速进行无极调节。进行了针对传统PID控制、模糊PID控制仿真的比对分析。仿真结果表明:模糊PID控制的伺服系统具有更高的控制精度和静态性能、更好的动态响应速度和更低的超调量,更能满足该试验台的需求;使用S7-300PLC编程语言SCL完成了控制方法的PLC程序设计,实现了模糊-PID控制策略在试验台上的应用,结果表明:该策略的应用对转速控制性能有很大提升。