球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機的研制及驗證.pdf

1、隨著新材料技術(shù)、新加工方法、潤滑方式和潤滑介質(zhì)以及表面改性技術(shù)的發(fā)展，以M50、M50NiL、Si3N4等為例的航空摩擦副材料具有長壽命和高可靠性特點，且運行工況條件也極為苛刻，現(xiàn)有滾動接觸疲勞試驗機不再能進(jìn)行苛刻工況條件下的滾動接觸疲勞試驗，而且國內(nèi)材料的滾動接觸疲勞數(shù)據(jù)多是國外等同采用，因此本文旨在設(shè)計一臺球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機，使其既能滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)下金屬材料滾動接觸疲勞試驗要求，又能擴展試驗條件，用于開展航空軸承材料、特

2、種工藝、復(fù)合涂層、表面強化、潤滑材料等新技術(shù)的篩選試驗。
　　首先，本文分析滾動接觸疲勞的失效模式，對影響材料發(fā)生滾動接觸疲勞失效的因素進(jìn)行分析總結(jié)，對滾動接觸疲勞壽命評價方法進(jìn)行討論?？偨Y(jié)振動檢測常規(guī)信號并選擇均方根值和峰值作為試樣材料發(fā)生滾動接觸疲勞時進(jìn)行報警的監(jiān)測參數(shù)。對試驗機進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計，確定試驗機球盤點接觸摩擦副形式進(jìn)行滾動接觸疲勞試驗機的設(shè)計，按照試驗試樣圓盤優(yōu)先失效的定向失效和加速疲勞的原則，分析和確定了試驗機的

3、性能指標(biāo)。
　　然后，以試驗機性能指標(biāo)為指導(dǎo)設(shè)計和研制球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機，主要包括球-盤點接觸試件、加載機構(gòu)、支承軸系、動力裝置、潤滑系統(tǒng)以及測量系統(tǒng)六部分。同時使用 Soildworks 對試驗機進(jìn)行三維造型設(shè)計，使用ANSYS Workbench對試驗機主軸進(jìn)行動靜特性分析，靜力學(xué)分析中得到試驗機主軸在最大載荷作用下的靜力變形圖(Total Deformation)、應(yīng)力分布圖(Equivalent von-Mise