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装载机销轴磨损损伤的物理机制

作　者: 孙冬冬
导　师: 王玉玲
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 销轴磨损检测铁谱分析有限元分析磨损因素
分类号: TH243
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着社会主义现代化建设进程的加快，人们对于生产、生活条件的要求也越来越高，作为一种工程机械，装载机在公路建设、工地施工、铁路建设、隧道、矿山、桥梁建设、港口码头中发挥着不可或缺的作用，其销量与使用量日益增加。装载机在工作过程中主要依靠销轴传递动力，销轴的工作环境、摩擦副的密封条件差使销轴成为重要易损件之一，销轴在发生磨损后间隙变大、工作效率变低、严重时会带来安全隐患，失效的销轴拆卸困难、更换频繁，为了减少销轴磨损，增加销轴的寿命，本文主要从磨损检测、有限元仿真、销轴磨损机理及磨损因素等几个方面对销轴的磨损进行了相关研究，主要包括以下几个方面：论文首先对装载机销轴的磨损状况进行分析。对销轴磨损时接触弧长和面积进行几何分析、计算和验证，应用油液分析技术中的铁谱分析技术，在不拆卸的情况下对销轴磨损状况进行监测，得出其磨粒信息与销轴磨损阶段的对应关系。其次分析计算工作时销轴的受力，根据销轴与轴套的实际接触分析结果，通过ANSYS，模拟出销轴与轴套的工作时的热场分布情况，并验证结果的合理性。然后将模拟出的温度场及力作为载荷重新加载在销轴上，利用ANSYS，得到销轴在力场和热场的耦合作用下应力和变形的最大值。最后进一步研究影响销轴磨损的主要因素。首先对销轴磨损过程进行分析，分析其在整个生命周期中的磨损机理。通过设计摩擦实验获取销轴试块在各种实验条件影响下摩擦系数曲线的变化，然后通过扫描电子显微镜对磨擦后的试样上磨痕形貌进行观察，得出影响销轴磨损的主要因素，最后针对相关影响因素提出防磨减磨增加销轴寿命的措施和建议，以实现节约资源和能源的目的。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-25
  1.1 研究背景及意义  11-13
    1.1.1 课题研究背景  11-12
    1.1.2 课题研究的目的和意义  12-13
  1.2 磨损研究的理论基础及研究现状  13-21
    1.2.1 磨损定义及分类  13-14
    1.2.2 磨损主要影响因素  14-16
    1.2.3 磨损失效过程  16
    1.2.4 零件磨损失效检测  16-18
    1.2.5 常见机械零件摩擦副的磨损形式与磨损机理  18-19
    1.2.6 磨损研究的历史和发展现状  19-21
  1.3 装载机销轴磨损概况  21-23
    1.3.1 装载机销轴磨损现状  21-22
    1.3.2 目前销轴磨损研究存在的主要问题  22-23
  1.4. 论文研究的内容及方法  23-25
    1.4.1 论文主要内容  23-24
    1.4.2 论文研究技术路线  24-25
第2章装载机销轴的磨损形态分析  25-41
  2.1 销轴与轴套的接触角测量与计算  25-29
    2.1.1 销轴与轴套的接触分析  25-27
    2.1.2 接触弧长实验测量  27-29
    2.1.3 实际接触角的计算  29
  2.2 油液分析技术应用  29-32
    2.2.1 油液分析技术内容及分类  29-30
    2.2.2 应用铁谱分析技术可行性分析  30-31
    2.2.3 铁谱分析技术原理及实现过程  31-32
  2.3 基于油液分析技术的装载机销轴表面磨损检测  32-34
  2.4 销轴表面磨粒信息及特征分布  34-39
    2.4.1 磨粒的特征  34-35
    2.4.2 几种典型磨粒图谱  35-36
    2.4.3 常见磨粒的种类与类型对应关系  36-37
    2.4.4 装载机销轴磨损磨粒信息分析  37-39
  2.5 装载机销轴磨损类型的判别和对应措施  39-40
  2.6 本章小结  40-41
第3章基于 ANSYS 的装载机销轴热-力耦合分析  41-58
  3.1 装载机工况分析  41-43
    3.1.1 装载机的工作参数及工作过程  41-42
    3.1.2 装载机销轴受力计算  42-43
  3.2 装载机销轴有限元分析  43-57
    3.2.1 有限元分析的基本思想及理论  43-48
    3.2.2 有限元分析的实现路线  48-49
    3.2.3 销轴工作中热场分析  49-54
    3.2.4 销轴热－力耦合的有限元分析  54-57
  3.3 本章小结  57-58
第4章装载机销轴的磨损机制及摩擦学实验研究  58-71
  4.1 装载机销轴磨损过程  58-59
  4.2 销轴磨损失效的机理  59-62
  4.3 销轴摩擦学性能实验研究  62-67
    4.3.1 实验内容  62
    4.3.2 实验设备及材料  62
    4.3.3 实验步骤  62-63
    4.3.4 实验结果及分析  63-66
    4.3.5 销轴在不同摩擦条件下的划痕的 sem 实验分析  66-67
  4.4 影响销轴磨损失效因素及提高寿命的措施  67-69
    4.4.1 影响销轴磨损失效的主要因素  67-69
    4.4.2 减缓销轴磨损提高寿命的措施  69
  4.5 本章小结  69-71
第5章结论与展望  71-74
  5.1 文章总结  71-72
  5.2 展望  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间发表的论文及完成的科研项目  78-79
致谢  79

装载机销轴磨损损伤的物理机制

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