微织构减磨抗磨技术成功开发

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    目前,没年由于机械设备磨损造成的经济损失高达上千亿元,机械设备磨损已经成为社会的一大痛点。

    机械设备中容易磨损的部位很多,包括轴,轴套,轴瓦,轴承。齿轮,齿条,蜗轮,蜗杆。机床导轨,与导轨配合的滑枕、拖板、镶条。各种传动带、皮带轮,链条、链轮。抱闸闸瓦(闸皮),闸毂。滑轮,钢丝绳,卷扬筒。机械行走的各种小车的车轮(包括桥式吊车的大车轮、小车轮、导轨)等。

    在汽车上,90%的磨损都是由发动机磨损引起的,造成发动机磨损的原因很多,发动机的磨损同时给很多的车主在使用时带来了很多的问题,针对这一社会现象,西南林业大学机械与交通学院“ 减磨新纪元—-基于现代加工技术微织构减摩耐磨技术的开发”团队,在指导老师陈文刚等的教授的以及王泽霄、尹红泽、吴华杰等研究生的指导下,探究了“不同形状以及尺寸微织构在材料表面的减摩耐磨”情况。

    目前,机械设备磨损已经成为当今世界的一个社会痛点,每年由于机械设备磨损造成的经济损失高达上千亿元,机械设备磨损是很多顾客的烦恼,团队针对机械设备磨损问题对激光刻蚀三角表面微织构与45钢表面摩擦磨损性能的情况进行了研究:

    团队成员通过摩擦磨损实验并得到结论:利用激光刻蚀的现代化加工技术在45钢表面设置三角的微织构,具有微织构的45钢表面的摩擦系数要低于光滑的45钢平面,且具有微织构的45钢表面的摩擦系数要更稳定一些。

    实验通过仿真实验,探究了微织构的减磨原理:

    由仿真图可得知,流体在流入微织构时,流体的压力有所降低,在流体流出微织构时,流体的压力升高,流体产生了流体动压效果,这是由于:在微织构区域能形成一个渐扩的空间,微凸起的一边与摩擦副的另一面形成收敛楔,在织构区(发散楔)形成发散区,产生负压,引起润滑剂沸点的降低同时提高油膜的承载能力,这是由于在收敛楔的作用下,形成具有一定刚性的润滑油膜,进而提高了油膜的承载能力;在非织构区形成收敛区,由于摩擦副的相对运动产生正压。

    微织构减摩耐磨技术目前无论在国内还是国外都有很广泛的研究,各大研究所以及各大高校的相关实验室也对不同形状、不同尺寸的微织构进行研究,探究不同的材料和零件以及工况下最合适的尺寸和形状的表面微织构。

    张瑜等发现:非对称的表面微织构具有强化织构中的局部回流的效果,可以提高非对称表面织构中的局部回流的作用,张幼军等发现:随着微织构直径的增加,最大压力值随之增大,动压润滑效果显著,油膜压力逐渐增大,润滑性能越来越好,摩擦磨损变小.微织构直径在80~160μm时,摩擦系数急剧减小,直径在160~200μm时,摩擦系数缓慢减小。

    团队同时顾客对团队微织构减摩耐磨的技术以及高校学生是否愿意让我团队的实验室进高校供同学们学习激光刻蚀、3D打印、微织构减摩耐磨技术、机械设备设计制造等方面的知识进行学习研究的问题召开了调查:

    由图可知,接近94%的大学生愿意到我司创办的实验室参与学习,提升自己,这对我团队项目实施具有重要的发展意义。

    顾客在具有微织构的零件表面具有良好的减摩效果,使得机械的使用寿命提高,若高于市场普通零件的20%左右,是否愿意购买的调查:

    调查发现,有81.48%的顾客愿意购买公司的产品,这对团队后期的产品宣传以及推广销售具有极其重要的意义。

    在导师和研究生的指导下,“减磨新纪元—-基于现代加工技术微织构减摩耐磨技术的开发”团队,在微织构减摩耐磨技术方面有了一定的掌握,加之有导师和研究生的指导下,团队的研究取得了很大的突破。


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