徑向負載對固體潤滑軸系失效行為的影響研究.pdf

1、固體潤滑軸系是空間活動部件的關(guān)鍵部組件之一，它的壽命和可靠性很大程度上制約了空間機構(gòu)能否正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)預(yù)期的功能和壽命。固體潤滑滾動軸承具有低摩擦系數(shù)、污染小、良好的溫度適應(yīng)性和抗輻照性等特性，廣泛應(yīng)用于空間中低速機構(gòu)或往復(fù)運動機構(gòu)軸系中。然而由于空間環(huán)境的復(fù)雜性，固體潤滑軸承壽命的影響因素相互融合，實際使用壽命難以準確預(yù)估。研究影響固體潤滑軸系壽命的關(guān)鍵因素，對提高空間活動部件的壽命和可靠性有重要的意義。本文研究徑向負載對固體潤滑軸系

2、運轉(zhuǎn)壽命的影響，以摩擦力矩明顯增大為失效判據(jù)，主要研究內(nèi)容如下:1.徑向負載與固體潤滑軸系固有頻率相關(guān)性研究
　　滾動軸承軸系固有頻率反應(yīng)了軸系的剛度和阻尼等信息，由軸系負載、幾何結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝等因素決定?；谇蜉S承剛度理論和軸系固有頻率計算方法，分析了軸系固有頻率和水平徑向負載之間關(guān)系。研制了軸系固有頻率測試裝置，通過該裝置對徑向負載與油潤滑軸系和固體潤滑軸系固有頻率相關(guān)性進行了實驗研究。對軸系固有頻率隨徑向負載變化的數(shù)據(jù)

3、進行了擬合和分析。結(jié)果表明:1)油潤滑和固體潤滑軸系固有頻率隨徑向負載增大而增大，徑向負載和軸系固有頻率之間存在較為明顯的冪函數(shù)關(guān)系，油潤滑軸系和固體潤滑軸系結(jié)果類似;2)在確定軸系中，可以通過測試軸系固有頻率，采用擬合得到的徑向負載和固有頻率關(guān)系式來推導徑向負載大小，誤差不超過7％。3）軸承最大接觸應(yīng)力隨軸系固有頻率增大而增大。
　　2.徑向負載對固體潤滑軸系失效行為的影響研究
　　固體潤滑深溝球軸承壽命與所受徑向負載息息

4、相關(guān)。研制了摩擦力矩測試系統(tǒng)，在干燥氮氣環(huán)境下獲得了不同徑向負載條件下固體潤滑軸系潤滑壽命數(shù)據(jù)。試驗后拆解固體潤滑軸承，用掃描電子顯微鏡和能譜儀觀察內(nèi)外圈滾道表面和鋼球表面形貌特征及元素成分，分析了軸系失效機理。結(jié)果表明:1）固體潤滑軸系摩擦力矩在一定范圍內(nèi)隨轉(zhuǎn)速變化幾乎不變。固體潤滑軸系壽命隨徑向負載增大而減小。2）潤滑膜的磨損殆盡或片狀剝落均可能導致固體潤滑軸系失效。
　　論文最后提出以軸系固有頻率評價固體潤滑軸系裝配情況，預(yù)