某航空发动机轴承钢球失效分析

针对某航空发动机轴承钢球的表面剥落及裂纹故障,利用视频显微镜、扫描电镜等设备对故障钢球剥落表面进行宏、微观检查,明确了钢球表面剥落性质为滚动接触疲劳;通过裂纹断口分析、能谱分析及金相检查等手段,确定了钢球裂纹是在淬火过程中温度过高导致的淬火裂纹,同时钢球组织中存在带状碳化物,对淬火裂纹的产生有一定的促进作用。淬火裂纹在钢球工作过程中并未扩展,但引起钢球表面发生接触疲劳剥落。建议在钢球热处理过程中,严格控制热处理工艺参数,保证热处理温度和保温时间的稳定。     

检查导管内径用的钢球的制造

为了保证飞机上的液压、冷气、燃油、氧气、防冰、防火、加温等系统中的软、硬导管及联通接头的内径符合技术要求,能够畅通无阻,技术条件明文规定,用通钢球的方法检查内径,而检查导管及联通接头内径用的钢球直径绝大多数都是带小数点的非标准钢球。     

考虑保持架间隙碰撞的球轴承-机构系统动力学分析

基于套圈滚道圆环的几何结构方程,建立了钢球和套圈的三维动态接触关系.考虑钢球和保持架的间隙碰撞作用,建立球轴承-曲柄滑块机构系统多体接触动力学模型.运用广义-α方法计算分析了不同转速、径向游隙和保持架兜孔半径间隙下球轴承-机构系统的运动精度和动力学特性,获得球轴承-机构系统的动态误差、套圈中心的相对运动轨迹、保持架中心的运动轨迹和动态作用力等动力学响应.计算结果表明:随着转速和球轴承径向游隙的增加,约束反力、系统动态误差、套圈中心的相对运动轨迹、保持架与套圈中心的相对运动轨迹、球轴承内部的作用力、钢球与保持架的间隙碰撞力均增加.随着保持架兜孔半径间隙的增加,保持架与套圈中心的相对运动轨迹、钢球与保持架的间隙碰撞力和钢球打滑均增加.      

特定工况下内嵌钢球欧拉梁碰撞减振性能研究

针对内嵌自主移动钢球欧拉梁碰撞系统,研究了在一复杂工况下内嵌自主移动钢球碰撞阻尼机制对梁残余衰减振动的抑制效果.采用线性弹簧-阻尼模型模拟钢球与梁之间的碰撞机制,通过分析建立了整个碰撞系统的分段线性动力学方程,并运用无量纲化、假设模态法、高阶模态截断等方法导出了系统的状态空间方程.数值计算结果充分表明在此工况下内嵌自主...     

钢球冷滚挤压内孔工艺

钢球冷滚挤压工艺是光整加工的一种有效方法。与拉孔、珩孔、铰孔相比,此方法效率高、成本低,不仅能校正内孔,降低表面粗糙度值,而且能强化孔壁表面,增加疲劳寿命和耐腐蚀性能。它是用推杆工具把一个或几个(加工大孔时)精磨过的硬质合金碳化钨钢球或标准钢球,用车、铣、钻、刨等普通机床强行顶过有微小加工余量的内孔,所用工具简单,操作方便,易于掌握。 可进行冷滚挤压加工的零件材料有A3钢、45钢、30CrMoSi钢等。钢球与内孔壁之间需要保持一个最佳过盈量值,为内孔的1％,这样的过盈量值可以最大限度地改善内孔圆度及孔壁表面粗糙度。冷滚挤压加工还可以修正棱圆度和锥度。孔的表面质量,取决于零件材料的特性、壁厚、过盈量、滚压的速度以及润滑剂的粘度等因素。 1.钢球直径的选择 钢球直径愈大,加工的表面租糙度值愈小,但是,受限于机床和被加工工件的刚度以及材料硬度。对于软的工件材料,钢球直径可以大些;反之则小些。对每一种加工工件材料,在每一种压力下,均有一个最佳的钢球直径值,可通过试验确定。     

钢球对肥皂靶的撞击试验

为研究投射物对生物体的致伤效应,采用肥皂作为生物体模拟物,开展了Φ3．0mm 的钢球高速（0．96和1．88km/s）及超高速（3．52和4．98km/s）撞击肥皂靶的试验,获得了肥皂靶在钢球撞击下的损伤特征及其破坏规律。结果表明：高速试验条件下,钢球对肥皂靶的损伤主要表现为贯穿效果;超高速试验条件下,钢球撞击肥皂靶形成大尺寸半球形弹坑,其对肥皂靶的损伤表现为2个方面：一是大尺寸弹坑导致的“体积移除”,二是受超高速撞击的强烈冲击波影响,肥皂靶的破坏区域大于弹坑区域。     

弹射筒内筒组件钢球收压及检测工艺

本文对航空火箭弹射座椅弹射筒内筒钢球收压技术要求、难点进行了工艺分析;介绍了钢球收压工艺技术难点、检测方法及注意事项等,在工艺技术研究及设计过程中取得了一定的技术积累,具有良好的借鉴、推广应用意义。     

轴承钢球无损检测仪的研制

论述了轴承钢球无损检测仪的组成和工作原理、研制过程,特性特点。     

一种新型活门组件与密封环带

活门组件具有良好的密封性、极高的灵敏度和能非常有效地进行截断、接通流体，对于改善调节器的总成质量、工作稳定性和可靠性具有十分明显的作用。目前常用的活门组件及其密封环带大致有下列三种：（１）利用钢球在活门座的密封孔口冲压成０．２ｍｍ左右的环带，其钢球本...     

轴向受载的高速球轴承的拟动力学分析

提出了对仅受轴向载荷的高速球轴承进行拟动力学分析以掌握滚动元件运动特性的方法。首先确定了钢球和套圈的滚动速度以及套圈相对于钢球的滑动速度，建立了各滚动元件的润滑模型，阐述了建立高速球轴承运动特性分析基本方程的一般原理。通过求解这些基本方程可得到高速球轴承中各滚动元件的运动状态、受力情况、弹流油膜厚度和疲劳寿命，从而可确定高速球轴承不打滑的最小轴向力。     

球轴承多体接触动力学研究

考虑钢球、套圈和保持架的动态接触关系,提出了机械系统中球轴承多体动力学分析的新方法.基于套圈滚道的三角网格模型,实现了钢球和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,建立了计及润滑和Hertz接触作用的三维角接触球轴承多体接触动力学模型.运用广义-α方法计算分析了预紧力和旋转径向力作用下角接触球轴承的多体接触动力学特性,获得了球轴承的动态接触力、拖动力和运动轨迹及频谱等振动响应,并利用Gupta经典实例模型进行了实验验证.轻载中等速度下钢球的角速度以184.5rad/s-2波幅周期变化,旋滚比以0.01波幅周期变化,角加速度与动态接触载荷的频谱具有相同的56.1,112.2Hz等谐波倍频成分.中等载荷高速下保持架中心的运动轨迹呈现出以83.3Hz和200Hz双频率拟周期的平动运动.      

双列角接触球轴承的免疫算法优化设计

建立了双列角接触球轴承结构优化的数学模型,用免疫优化算法,分别以额定动载荷、额定静载荷和两者的加权和为目标函数进行轴承结构的优化设计.设计变量包括每列的钢球数、钢球直径、内滚道沟曲率半径系数、外滚道沟曲率半径系数和轴承节圆直径.并对比分析了遗传算法与免疫算法的优化结果.免疫算法可以有效实现优化设计,与轴承手册标准值相比,优化后的3210和3218轴承的额定动载荷和额定静载荷都提高了60%以上.      

高超声速球模型尾迹电子密度试验研究

在中国空气动力研究与发展中心超高速所弹道靶上利用电子密度测量系统进行了高超声速钢球模型、铜球模型尾迹电子密度测量。电子密度测量系统由8mm微波干涉仪系统、开式微波谐振腔测量系统和闭式微波谐振腔测量系统组成。钢球模型直径φ10mm,速度分别为5．8、5．5、5．6和5．5km／s,对应的飞行环境压力分别为2．79、5．32、5．85和10．91kPa。铜球模型直径φ10mm,速度分别为5．6、5．6、5．7和5．5km／s,对应的飞行环境压力分别为1．33、4．79、5．89和10．91kPa。结果表明：（1）在压力5．3～11kPa范围内、速度约5．5km／s试验条件下,压力越高,钢球模型的尾迹电子密度相应增大,电子密度的衰减速度较快;（2）在压力1．3～6kPa范围内、速度约5．6km／s试验条件下,压力越高,铜球模型的尾迹电子密度相应增大,电子密度的衰减速度较慢;（3）在压力约10．7kPa、速度5．5km／s试验条件下,铜球模型的尾迹电子密度衰减速度比钢球模型慢得多。     

航空零件铸造油路的检测技术

介绍了不同型芯材料形成的油路通道的检测技术,如X光检验法、CT检验法、氨水检验法、钢球法、流量法等,保证了油路铸造零件的质量。     

某液体火箭发动机涡轮泵球轴承故障机理及改进方案(已撤稿）

针对某型号液体火箭发动机涡轮泵球轴承在试验过程中出现的故障,在进行轴承故障机理分析的基础上,对轴承关键结构参数进行了改进,使用滚动轴承动力学分析软件SARB(simulation and analysis of rolling bearings)对比分析了改进前后轴承的接触应力、接触角、旋滚比、保持架打滑率和质心轨迹等性能参数,并通过试验手段验证轴承改进方案和动力学分析结果的正确性。结果表明:轴承结构参数改进后,内接触角减小,保持架打滑率由10%下降到4%,钢球旋滚比和打滑速度均降低,钢球和保持架运转稳定性均提高。      

百分表测量头的改进

百分表测量头的量面必须是规则的圆弧球面,光洁度要求达到▽10～▽12。它与被测量件的光面成点接触状态,这样才能准确测定零件空间几何位置的误差以及零件自身的相对误差值。测量头的硬度为HRC56～60。由于使用中经常与零件摩擦,测头圆弧球面会出现磨损。为了恢复测头精度,过去惯用的做法是: 1.沿滚花面反复敲打,利用金属的膨胀挤压而使钢球脱出或松动,然后转动变换钢球位置,再装复使用。 2.沿滚花面反复敲打后,仍不能挤出钢     

氟硅油的抗磨添加剂及其摩擦学性能评价

采用四球抗磨损试验机评价三(甲基硅氧基)磷酸酯和1,3-双(二氯甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷在氟硅油中的抗磨性能,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X-Ray光电子能谱(XPS)分析了添加剂对摩擦性能的影响.结果表明:三(甲基硅氧基)磷酸酯较好改善了钢球的磨斑形貌,摩擦表面只发生了轻微擦伤;1,3-双(二氯甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的抗磨效果与含氯氟硅油接近,添加1.0%的钢球磨斑直径从1.15mm降到了0.59mm,摩擦因数从约0.30降到约0.12,磨痕表面的犁沟深度和数量均明显减少.     

球磨钢珠配比对片状羰基铁粉吸波性能影响的研究

片状羰基铁具有高的饱和磁化强度和一定的平面各向异性,可突破Snoek限制,在微波吸收领域具有很好的应用前景。本文以球状羰基铁粉为原料,机械球磨制备了片状羰基铁,并根据球磨钢珠配比的改变获得形貌和电磁性能各异的片状羰基铁:随着钢球平均直径的减小,羰基铁片状结构逐渐增多,片状尺寸增大,片层厚度变薄,吸波性能提高;当采用4 mm钢球进行球磨时,片状羰基铁具有最佳吸波性能,其复磁导率的实部和虚部在2 GHz时可达到2.8773和0.9493;涂层厚度为2 mm时,反射率损耗在9.1 GHz处达到最大值-35 dB,小于-10 dB频带宽为7.429 GHz。     

航空发动机主轴轴承保持架疲劳断裂机理

以WP6发动机轴承为例,对航空发动机主轴轴承保持架疲劳断裂的机理进行了分析探讨。分析认为,保持架能否产生疲劳断裂主要取决于钢球和兜孔之间碰撞力的大小,而碰撞力的大小又主要与角速度变化量有关,最后提出了预防措施。     

基于单胞模型的Kevlar织物高速冲击数值仿真方法研究

针对航空发动机软壁包容机匣用的Kevlar49机织织物,基于Ivanov提出的单胞模型,采用三元件粘弹性本构模型描述纱线应变率相关的力学特性,建立了Kevlar49织物高速冲击数值仿真模型;通过对单个单元拉伸进行数值仿真获得Kevlar织物的应力应变响应;对钢球撞击四边固支的单层织物开展了数值仿真计算。结果表明:所建立的基于单胞结构的数值仿真方法既能描述织物的宏观力学特性,又可反映出撞击过程中纱线的相互运动;单元拉伸仿真获得的拉伸应力应变响应与试验结果一致;Kevlar织物在钢球下的冲击响应与法向变形与纱线细观有限元模型结果一致,验证了发展的基于单胞模型的数值仿真方法的有效性。