润滑油中磨粒分析磁滤谱仪滤端结构设计

为解决磁滤谱仪的磁铁安装和滤膜放置等问题,对磁滤谱仪进行磁场分析。首先采用ANSYS workbench模块,通过变换2个磁铁块的相对位置和磁极方向,分析沉积面磁感应强度的大小。结果表明:在沉积面上磁铁相互吸引的状态比磁铁相互排斥的状态的磁感应强度要大,2个平行磁铁块距离越近,则在沉积面形成的磁场越强,并且磁场方向与沉积面是平行的。然后采用ANSYS(APDL)模块,在workbench分析的基础上,通过对2个磁铁块的磁感应强度和磁场强度模拟发现,在两者中心位置有磁感应盲区;通过映射路径的方法发现,在磁铁块上方2 mm的平面处出现了磁感应强度最大值,滤膜放置在此位置效果最佳。     

磁研磨装置设计中的磁力线分析

磁研磨是利用磁力的作用进行表面抛光处理的新方法.磁力线的分布情况,严重影响着加工效率.为此,在设计磁研磨装置时,利用计算机软件模拟工作条件,掌握磁力线的方向及强弱变化,及时调整设计结构,可以最大限度地利用磁力,提高工作效率.从磁研磨的加工原理出发,分析了影响加工效率的诸因素,提出一些解决办法.     

一种液压油磨粒检测新方法研究

液压油中的磨粒含有大量有关液压零部件磨损的重要信息,对磨粒的检测可有效预防液压系统的故障。针对电感式磨粒传感器对非铁磁性金属磨粒的检测能力较弱的缺点,本文提出了一种集成式磨粒检测装置,包括一个电容式传感器和一个电感式传感器。电容式传感器可对液压油中的气泡和金属颗粒实现区分检测,电感传感器可对液压油中的铁磁性和非铁磁性磨粒进行区分检测。通过结合比较电感和电容两个传感单元的检测结果,可实现对液压油中的气泡,铁磁性和非铁磁性金属颗粒的高精度检测。所设计的传感装置能够检测并区分80μm气泡,30μm铁颗粒和45μm铜颗粒。电容式传感器和电感式传感器的集成有效地弥补了两种检测方法各自的不足,这种多种传感器融合的方式对提高磨粒检测装置的检测精度具有重要的意义。     

电磁离合器用的铜基粉末冶金摩擦片

DLM4型离合器为干式、多片、磁力线不穿过摩擦片的电磁离合器。当该离合器的线圈接入电路后,铁芯中的环形线圈产生了磁场,由于铁磁性材料具有高导磁性,因比所有磁力线沿内磁轭经过气隙穿过衔铁形成闭合的磁回路,此时衔铁受磁力的作用被磁轭体吸引,从而压紧了套在磁轭外侧的摩擦片组,使内外摩擦片相互摩擦而传递扭矩。此离合器主要用于自动化程度较高的数控、仿形机床上通过电讯号对机床进给系统进行远距离或集中自动控制。由于粉末冶金摩擦片具有大的动摩擦系数和高的耐磨性,所以在电磁离合器上采用这种摩擦片将提高离合器的动力矩和高频操作特性。我所研制的铜基粉末冶金摩擦片是机械工业科学技术发展计划中的基础件攻关项目之一。现已通过鉴     

电感-电容双模式液压油污染物检测传感器

提出了一种电感-电容双模式液压油多污染物检测新方法,所设计的传感器由硅钢片和平面电感线圈构成,通过切换检测模式,既能作为电感传感器区分检测液压油中的铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒,也能作为电容传感器区分检测水滴和气泡。较传统的电感式传感器,该双模式检测传感器不仅可对多种污染物进行检测,而且硅钢片能够有效增加检测区域磁场强度,从而提高了电感检测的精度。在搭建的检测系统上,使用该传感器对油液中的污染物进行检测试验,在电感模式下成功检测到了30μm铁颗粒和110μm铜颗粒,在电容模式下可对油液中130μm水滴和170μm气泡进行检测。该研究对液压油液污染物的综合检测提供了技术支持,对于预防液压系统的故障和延长液压设备工作寿命具有重要的意义。     

铁谱技术中非铁磁性磨损颗粒的监测研究

在使用铁谱技术进行机械工况监测过程中，由于铁谱仪的磁场很难收集到摩擦副产生的非铁磁性磨损颗粒，往往会导致监测结果产生偏差或不正确。以钢一铜试件对磨后获得的油样为例进行铁谱对比实验，研究了磁流体在非铁磁性磨粒监测方面的应用。结果表明，在磁流体的作用下，油液中的非铁磁性磨粒将被磁化而有效沉积到铁谱片上，从而使油液的监测分析结果更为全面和准确。此外，介绍了磁流体的组成，分析了磁流体使非铁磁性磨粒磁化的机理。     

用于铁谱分析技术磁化液的研制及其应用

在利用旋转式铁谱仪生成谱片时，非铁磁性磨屑不能沉积于谱片上，但对于滑动轴承等部件的状态监测，必须利用非铁磁性磨屑来判断其状态。本文利用一种能使非铁磁性磨屑可以磁化的磁流体-磁化液，成功地将非铁磁性磨屑按铁磁性磨屑在谱片上的沉积规律沉积于谱片上，据此，对滑动轴承的磨损成功地进行了预报。同时，本文还提供了适合于不同材料的非铁磁性磨屑的磁化液及其使用规范。     

磁流体动压密封的磁场发生器设计及性能研究

磁流体黏度可随外部磁场强度发生变化,故可将其作为非接触式机械密封端面的润滑介质,通过改变外部磁场强度来实现磁流体膜动压性能的控制。为提高磁流体动压机械密封的密封性能,设计一种磁场发生器,该磁场发生器可通过改变电流来调节磁流体膜的黏度,从而产生不同的动压,实现对流体膜动压效应的控制。采用数值分析的方法,对由动环、静环、磁流体膜及磁场发生器组成的导磁结构的磁场进行分析,获得导磁结构中磁力线、磁场强度、磁感应强度分布规律。研究发现,导磁结构中的磁力线几乎全部穿过密封环端面,该处的磁场强度达到最高水平;磁力线在垂直于密封端面方向上有一定的磁场梯度,且磁流体膜中的磁场强度与磁场发生器的电流强度成正比。     

非铁磁性磨屑在铁谱分析中的磁化机制及力学模型研究

阐述磁化液对非铁磁性磨屑的磁化机制以及非铁磁性磨屑在制谱中的沉积过程.对磁化后的非铁磁性磨屑在梯度磁场中的受力进行分析,结果表明磁化液可以使非铁磁性磨屑有效地沉积在铁谱仪的谱片上,从而能够收集到更加全面的磨损信息.最后通过实验对理论分析结果加以证明.     

真空吸附自动无损检测装置的创新设计

自动无损检测装置大部分采用磁吸附装置,外加磁场会对磁检测造成干扰,同时磁吸附装置无法吸附非铁磁性物质。因此传统磁吸附式装置无法携带磁检测设备进行自动检测,同时无法对非铁磁性壁面进行检测。为了实现磁检测的自动化和非铁磁性容器壁面的自动检测,设计了一种真空吸盘吸附式爬壁装置。真空吸盘排布在履带上,履带通过机械臂与机体连接,通过机械臂的运动和履带的转动实现装置的全方位运动,装置上装有电动夹钳可以携带多种无损检测探头进行无损检测。     

弱场激励下铁磁性试件疲劳拉伸磁信号研究

研究了铁磁性材料试件,在弱磁激励条件下进行疲劳拉伸,并检测试件表面沿拉伸方向表面磁场信号的变化及其分布特征。选用16MnR进行试验,对预制缺陷的试件进行弹性范围内的疲劳拉伸。利用基于巨磁阻芯片的阵列式传感器探头进行不同拉伸阶段的试件表面磁场扫描测量,并对信号进行滤波处理和对本征信号及其梯度进行成像。对不同拉伸阶段和传感器阵列中不同传感器通道的磁信号进行了分析,探讨了弱磁激励状态下疲劳拉伸试件表面磁信号对无损性评估铁磁性机械试件的有效性。     

基于固体颗粒尺寸分布的微孔滤膜堵塞机理分析

滤膜堵塞法是一种半定量的油液污染度检测方法,研究固体颗粒尺寸分布与滤膜堵塞机理的关系有助于该检测方法的定量化。利用AC细粉尘及煤粉配制了8种不同尺寸分布的悬浮溶液,选择了10 μm、15 μm两种不同尺寸的微孔滤膜,对其堵塞机理与溶液中固体颗粒尺寸分布的关系进行试验研究。基于膜孔尺寸将颗粒划分为可通过颗粒、敏感颗粒、架桥颗粒及易挡孔颗粒,将溶液恒压下通过微孔滤膜的流量衰减曲线与经典堵塞模型的堵塞指数相结合,分析不同类型颗粒在膜孔堵塞中的作用以及不同颗粒尺寸分布对应的滤膜堵塞机理。分析结果表明,微孔滤膜堵塞机理与溶液尺寸分布规律相对应,与膜孔尺寸的选择无关;溶液中的敏感颗粒越多,对滤膜的初始堵塞会越严重,越易形成滤饼;对于可通过小颗粒较多、敏感颗粒和架桥颗粒适量、易挡孔颗粒较少这种液压系统中常见的颗粒尺寸分布规律,微孔滤膜的堵塞以标准堵塞-滤饼过滤为主要机理。首次从颗粒尺寸分布的角度分析微米级滤膜堵塞机理,分析结果有助于建立滤膜通量与固体污染颗粒尺寸分布之间的关系,从而提高滤膜堵塞法的油液污染度检测精度。     

船机油液非铁磁性金属颗粒区分检测方法研究

船机系统发生故障可以通过油液体现,金属颗粒是油液中最重要的污染源。金属颗粒的定性、定量分析,是实现精准故障预测与诊断的关键环节。文中基于电感传感器检测方法,利用麦克斯韦方程组建立微电感线圈检测非铁磁性金属颗粒的时谐场边值理论模型,用分离变量法得到金属颗粒的散射场解析解,进而明确非铁磁性金属颗粒流经时线圈的电感变化解析式,再结合实验,从而实现不同材质非铁磁金属颗粒的区分检测。     

高通量微型多参数油液污染物检测传感器

为了缩短检测液压油污染物的相对时间、提升对固体污染物的检测精度。设计了一种内置玻璃管的高通量环形流道检测传感器,玻璃管内置一对硅钢片,聚合检测区磁场用以提升检测精度。流道穿过双层平面线圈内孔,通过改变平面线圈电路的连接方式,传感器可以切换两种不同的工作模式:电感检测和电容检测。电感检测可以区分铁磁性和非铁磁性固体颗粒,电容检测可以区分水滴和气泡。分别对电感检测和电容检测进行理论分析和实验验证,并且对有无硅钢片的电感检测进行仿真和实验对比。实验结果表明,环形流道设计缩短了检测时间,硅钢片的聚磁场效果可以提升对固体污染物的检测精度,铁磁性(铁颗粒)检测下限40μm,非铁磁性(铜颗粒)检测下限130μm,电容检测时,检测到200μm水滴和270μm气泡。该研究为实验液压油污染物快速区分检测提出了一种新方法。     

船用液压油多种污染物高通量检测研究

为了提高微流体油液检测芯片的通量,基于原先的电感-电容式微流体检测芯片,设计紧贴线圈内孔呈环状分布的检测流道,从而将流道截面积增加为原先的8倍,继而增加了检测通量。考虑到油液中的金属颗粒物在环形流道中受重力作用影响,容易沉积堵塞检测流道,采用竖直流道来避免这一现象的发生。通过与原有检测芯片的对比实验,验证所设计的检测芯片可在不降低检测精度的前提下提高检测通量。该传感器的电感参数检测模式和电容参数检测模式可根据液压油中不同的污染物切换运行,从而可区分检测液压油中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒、水滴和气泡4种污染物。     

基于空间微螺线管的金属颗粒检测研究

目前电感式线圈检测方式均是基于线圈的电感信号,对铁磁性颗粒的检测精度可达到粒径19μm,但对非铁磁性金属颗粒一直在100μm以上。基于颗粒在通过电感式线圈的时候能同时引起线圈电感和电阻的变化,以及二者都随线圈激励电源频率变化而改变原理,建立粒径为108μm的球形铁、铜颗粒在1 V、1 MHz的激励电源下的磁场模型,分析阻抗信号随线圈电流频率的变化,研究利用电阻信号提高非铁磁性颗粒的检测精度,并通过实验验证:当频率由0.2 MHz增加到2 MHz,铜颗粒电阻信号由0.005 5Ω增加到0.6Ω,电感信号由-0.000 4μH降低到-0.011 5μH,铁颗粒电阻信号由0.008Ω增加到0.3Ω,电感信号由0.43μH降低到0.38μH;相同频率变化范围内,铜颗粒的电阻变化为铁颗粒的2.04倍,铜颗粒的电感变化为铁颗粒的22.2%;利用2 MHz激励电源检测电阻值变化提高了非铁磁性颗粒的检测精度,检测得到最小粒径为20μm的铜颗粒。     

采用变磁夹具扩大电磁吸盘的功能

变磁央具是利用铁磁性工件在磁场力作用下被磁化吸紧，使磁力转化为机械夹紧力的一种机械传动失具。它和其它磁性夹具的区别是可以改变通过工件的磁力线密度与方向，使之更有效地吸紧工件的一种装置。通用电磁吸盘盘面导磁体与隔磁体节距是18mm。在摩削宽度小于18mm的工件时，由于磁力线通过的密度较少且不均匀，所以，磨削时吸紧力不够，造成工件飞出和磨削精度偏低。同样，在南削几何尺寸有方向性要求，位置不能随便摆放的工件；在磨削非平面和型面定位的工件；薄壁，薄环易变形的工件；精度要求较高而无法直接用电磁吸盘吸紧的工件时，采…     

交变磁处理参数对W6Mo5Cr4V2高速钢硬度的影响

基于前期采用Ansoft有限元分析软件对自制磁能强化装置进行建模仿真的基础上,通过正交试验的方法系统研究了磁场频率、励磁电压、磁化时间和磁场方向对W6Mo5Cr4V2高速钢硬度的影响规律,得到了最佳的交变磁处理参数,并对最佳参数下处理的高速钢组织进行了观察。结果表明:交变磁处理可使高速钢的硬度提高4.6HRC;最佳的交变磁处理参数为磁场频率5Hz,励磁电压30V,磁化时间60s,试样被测表面和磁力线在同一个平面上;磁场频率和励磁电压对硬度的影响最大,磁场方向和磁化时间的影响较弱;经最佳参数交变磁处理后,碳化物的分布更加均匀,且尺寸更小,从而使得高速钢的硬度提高。     

基于磁致伸缩效应的超声应力波传感器设计与优化

应用超声应力波对结构损伤进行快速准确地检测是结构健康监测领域的一种新兴技术。近年来,一种利用铁磁性材料的磁致伸缩特性激励和接收超声应力波的磁致伸缩传感器,凭借其结构简单、价格低廉、非接触性等优点,受到了广泛关注。本文基于铁磁性材料的磁致伸缩特性,提出一种用于非铁磁性板结构损伤检测的SH0型磁致伸缩传感器,理论和实验研究表明了该传感器设计的可行性及实用性。在此基础上,运用ANSYS软件优化磁致伸缩传感器设计,从而提高传感器功效,并通过实验验证优化结果。     

同极型和异极型磁轴承的磁场分布和功率损耗分析

采用有限元软件ANSYS详细分析了同级型和异极型2种结构磁悬浮轴承的磁场分布,给出了2种结构磁轴承的二维磁力线分布图和磁场分布图,并分析了同级型磁轴承二维磁场矢量分布和三维磁通密度矢量分布。详细计算了在不同频率下2种结构磁轴承的功率损耗,给出了功率损耗随交变电流频率变化拟合曲线。分析结果表明,同极型磁轴承磁力线分布在同一方向,全部平行于转子的轴线,因而耦合效应小,功率损耗小,在应用上具有更加明显的优越性。