摘要：涂层作为一种有效的表面改性技术,具有材料选择范围广、性能可调节性好的优点,适用于多种工况和结构要求,在零部件的减摩耐磨中得到了广泛的应用。传统的单一涂层分为减摩涂层和耐磨涂层两类。前者采用类石墨层状结构润滑材料制备,用于减小摩擦副的摩擦系数,但磨损率较高;后者则采用陶瓷等高硬材料制备,用于抵抗磨损、保护基体材料,但摩擦系数较大。这两种涂层在使用中都不能同时发挥减摩、耐磨的作用。随着机械、航天等领域的不断发展,在不能采用传统油润滑的特殊环境中,传统涂层无法同时满足零部件之间较小的摩擦系数和较低的磨损率的要求。而多层膜结合选材和层状结构设计,兼具减摩、耐磨作用,其相关研究为解决材料摩擦学性能不足这一关键问题提供了可能。构筑多层膜的基本原理是采用磁控溅射等手段,在基体材料上制备软硬交替分布的层状结构涂层,单层厚度在微米和纳米级之间。其摩擦学性能取决于自身的结构参数和制备工艺参数,二者通过改变多层膜的结晶状态、力学性能进而影响其摩擦学性能。如何优化结构、工艺参数以获得最佳的减摩耐磨性能是目前亟待解决的主要问题,相关研究集中在三个方面:一是控制多层膜的晶粒生长和晶体择优取向;二是提高多层膜的韧性;三是降低多层膜的残余应力。通过优化结构、工艺参数,控制制备过程中的不良因素,强化有利因素,多层膜的摩擦学性能得到了进一步提升。研究表明,调整多层膜中的单层膜厚度可以实现内部材料结晶状态的演变及抑制晶体取向的转变。另外,多层膜层状结构产生的大量界面可以在涂层受载产生裂纹时吸收能量,抑制或偏转裂纹扩展,因此可以通过引入高质量层间界面优化其韧性。多层膜制备过程中产生的残余应力随溅射过程逐渐累积,降低基片偏压是控制残余应力的有效手段;多层膜的层状结构可以打断残余应力的累积,也能从时间效应上控制残余应力。从研究成果来看,影响多层膜摩擦学性能的因素存在最佳值。从实验数据来看,大气环境中干摩擦磨损率可以降至3×10-10mm3/(N·m),并且摩擦系数始终稳定在0.1左右。本文归纳了多层膜的研究现状,主要从设计原则(包括影响因素和控制方法)、性能表征和检测手段、近期研究成果三个方面进行阐述和分析。指出目前多层膜研究中面临的问题,并对未来的研究方向进行展望,以期为相关学者提供参考。

摘要：因轴连轴承高承载能力和长寿命的性能指标要求,提出三列滚动体混合式结构,通过两端圆柱滚子线接触形式提高轴承整体承载能力。为考核新型轴连轴承承载性能,基于柔性梁理论引入芯轴挠曲变形的影响,采用滚动轴承设计方法,建立新型轴连轴承力学分析模型,在此基础上研究了外载大小、外载位置和游隙因素对轴承载荷分布和刚度的影响。载荷分析表明:径向载荷增加,芯轴在各滚动体列产生的附加力矩增加,各滚动列最大接触载荷增大;载荷作用距离减小,芯轴在各滚动体列产生的附加力矩减小,各滚动体列的承载载荷明显下降;滚子列径向游隙的增加,各滚动体列的最大接触载荷增大,承载区域减小,载荷分布均匀性下降。刚度分析表明随着径向载荷增大,各滚动体列主刚度明显上升,而载荷作用距离减小和滚子列径向游隙增加,会造成各滚动体列主刚度一定程度下降。

摘要：为提高硅橡胶复合绝缘子抗污闪及冰闪能力,采用激光雕刻机在其伞裙试样表面加工一系列不同类型的织构,使其具有超疏水性。采用三维形貌仪、SEM观察织构表面形貌特征,采用接触角测量仪、高速摄像机等进行疏水性能分析。分析了织构参数对硅橡胶表面疏水性能的影响,得到各织构疏水性能最佳时的尺寸参数及水滴弹跳性能。结果表明:设计的表面织构可明显改善硅橡胶表面疏水性能;不同织构疏水性最佳时织构高度基本相同,但织构宽度和间距参数不同。凸起织构相较于凹坑织构表现出了更好的疏水性能,其中菱柱织构表面具有最优的超疏水综合特性,能够有效的减少水滴在表面的停留,减少覆冰。

摘要：冠形保持架重心位置直接影响高速深沟球轴承保持架动态性能,进而影响轴承高速工作性能和使用寿命。针对一种新型深沟球轴承修形冠形保持架,给出了冠形保持架修形半径与其重心位置的关系式,结合滚动轴承动力学理论,建立了深沟球轴承非线性动力学微分方程组,采用预估-矫正变步长积分法对轴承非线性动力学微分方程组进行求解,在此基础上,对冠形保持架修形半径与保持架振动特性的关系进行了分析。研究结果表明:冠形保持架修形半径能改变保持架重心与保持架兜孔中心面距离,降低保持架运转过程的附加力矩,有效降低保持架的振动;过大或过小的修形半径不利于减弱保持架的振动,当高速球轴承保持架修形半径为8.3 mm时,保持架加速度级达到最小,此时保持架振动最低;随着轴承使用条件改变,保持架振动加速度级随径向载荷增加呈现先增大后减小趋势;此外,保持架振动加速度级随轴承转速增加而增大,在轴承运行速度不变的情况下,考虑选取合适的保持架修形半径达到减弱保持架振动的效果;当轴向载荷与轴承额定动载荷比值在0.6%~0.8%时,保持架振动结果较小且轴承寿命较高。

摘要：为了研究低速重载下接触应力对QT600-3/40Cr摩擦学性能的影响,以及表面功率谱密度与磨损机理、磨损速率间的对应关系,在MMW-1A立式万能摩擦磨损试验机上,采用销/盘配副面接触摩擦的形式,对闸门底枢摩擦副QT600-3/40Cr在脂润滑条件下进行磨损试验研究,获得不同接触应力作用下的摩擦学性能。通过扫描电镜(SEM)对QT600-3/40Cr的磨损机理进行探讨,并结合一维表面功率谱密度(PSDID)和二维表面功率谱密度(PSDIID)对销试样磨损表面进行表征。结果表明,当接触应力从10.6 MPa依次增加至15.9 MPa、19.1 MPa、21.1 MPa时,磨损率依次增加11%、109%、592%,且磨损表面出现的犁沟现象逐渐严重,磨损形式皆为磨粒磨损。与此同时,PSDID和PSDIID值也随之增加,最大PSDID值依次增加22%、94%和598%,与磨损率的变化呈现相同趋势。PSDID主要集中在0~0.0075μm-1的空间频率范围内,PSDIID图存在明显的趋向性峰值分布,表明销试样磨损表面具有明显的主导空间频率,即磨损表面形貌具有一定的相似性,磨损机理尚未发生变化。可见,PSD对磨损机理与趋势的预测结果与SEM检测结果一致,可用于辅助分析QT600-3/40Cr摩擦副磨损机理与趋势。

摘要：滑滚比是影响滚动接触的重要因素,本工作在不同滑滚比条件下研究了纯铜滚动载流摩擦磨损性能。结果表明:随着滑滚比的增加,平稳后对滚配副的载流摩擦系数增大,接触电阻先降低后趋于稳定,表面磨痕宽度增加。作为对比,同等滑滚比下无电流时对滚配副的摩擦系数变化规律不变但数值更低。随着滑滚比的增加,载流摩擦副表面疲劳程度加剧,次表层塑性变形更明显,表面氧化程度随着材料疲劳剥落而降低。有、无电流的对比结果显示,电流促进表面疲劳和次表层塑性变形,可能与电阻热导致的材料弱化有关。总之,滑滚能够提升导电能力但会引起疲劳损伤,电流的介入也加剧了同等滑滚比下的材料损伤。如何控制滑滚比是未来滚动导电旋转关节设计的关键难题。

摘要：滑动载流摩擦中电弧的产生及烧蚀对摩擦副的寿命及可靠性具有重要影响。利用自行设计的点接触载流摩擦磨损试验机,研究了摩擦副的分离速度对电弧形态、电弧能量以及烧蚀表面的影响。研究结果表明:随着分离速度的增加,电弧被拉长的速度加快,电弧能量以及摩擦副表面的烧蚀程度降低。烧蚀表面的形貌可分为3个椭圆层:最外层为热影响区,中间层为喷溅产物沉积区,中心层为熔融区。热影响区和喷溅产物沉积区,在燃弧的不同时期对摩擦副的烧蚀程度也不同,起弧方向的烧蚀程度大于熄弧方向的烧蚀程度。

摘要：对滚动轴承保持架引导方式及其适用工况作了概要介绍,凝练了保持架引导方式的一般选用准则,重点对高速轴承中保持架引导方式的关键控制要素进行了阐述,给出了保持架引导面失效的解决对策,列举了不同保持架引导方式以及不同线膨胀系数材料保持架引导间隙设计等典型案例,形成了有关保持架引导方式的系统化知识。

摘要：高碳铬轴承钢GCr15是最为典型的轴承钢。通过对GCr15钢化学成分设计的解析,梳理撷取出其发明时所奠定的技术理念与基本准则——“使用性能、工艺性和经济性”。对于近一阶段新型轴承钢的研发,列举了国外遵循该准则的案例,指出了国内背离该准则的一些现象。重申强调,在轴承钢乃至新材料的研发中,必须铭记和秉承这一准则才是正确方向与根本之道。

摘要：概述了环氧树脂复合材料增韧设计的研究现状,主要介绍了无机纳米粒子、橡胶弹性体、互穿网络聚合物、超支化聚合物、热致性液晶聚合物、热塑性树脂、核壳聚合物和柔性链段固化剂增韧环氧树脂的方法及机理,并对环氧树脂增韧设计的研究方向进行了展望。