為評估空間潤滑油能否滿足處于邊界潤滑工況下的掃描機構(gòu)8年長壽命要求,分析潤滑油在空間環(huán)境下的摩擦磨損和長壽命潤滑性能。以空間合成碳氫潤滑油RP4751為研究對象,分別采用真空螺旋摩擦試驗系統(tǒng)(SOT)和滑動摩擦試驗系統(tǒng)(SRV)測試潤滑油的名義潤滑壽命(每消耗1μg潤滑油時鋼球轉(zhuǎn)動的圈數(shù))、磨斑直徑和滑動摩擦因數(shù),結(jié)合掃描電子顯微鏡和X射線能量色散譜儀進行微觀分析。結(jié)果表明:RP4751潤滑油在真空環(huán)境下滑動摩擦因數(shù)較小、耐磨壽命較長,具有良好的真空邊界潤滑性能和較高的名義壽命;紅外透過率分析結(jié)果表明,SRV試驗前后潤滑油未發(fā)生質(zhì)變。利用2臺RP4751潤滑油潤滑的掃描電機開展1∶1真空壽命試驗,結(jié)果表明:RP4751潤滑油潤滑時電機壽命滿足紅外地球敏感器運動機構(gòu)的8年在軌運行壽命需求;試驗得到的電機軸承中的鋼球潤滑壽命大于等于2 943 r/μg,該結(jié)果與SOT試驗的潤滑油名義壽命3 598 r/μg有較好的一致性,為其他空間運動機構(gòu)潤滑油的選用及長壽命潤滑設(shè)計提供重要試驗依據(jù)。
【部分圖文】：

2種試驗條件詳細如表2所示。表2 RP4751合成碳氫油摩擦學(xué)性能測試條件Table 2 Tribological performance test conditions for RP4751 synthetic hydrocarbon oil Experimenttype Ballparameter Experimenttemperature Vacuumdegree Load Speed SRV 440 stainless,12.7 mm 25 ℃ ≤1×10-1Pa 100 N 50 Hz,1 mm SOT ≤1×10-4Pa 1.5GPa 210r/min

SOT試驗結(jié)果如圖2所示,可以看出潤滑油的初始摩擦因數(shù)為0.075左右,試驗結(jié)束時上升到0.28,此時鋼球的旋轉(zhuǎn)次數(shù)已達到179 908次(轉(zhuǎn)),進而可以得出其名義壽命為3 598 r/μg,其中潤滑油名義壽命為每消耗1 μg的潤滑油時,鋼球轉(zhuǎn)動的圈數(shù)(r)。試驗中摩擦副間的潤滑油含量僅為50 μg,平盤直徑為50.8 mm,RP4751潤滑油密度為0.84 g/cm3�？晒浪愠瞿Σ粮苯佑|區(qū)域潤滑油膜厚度為25 nm,根據(jù)邊界潤滑狀態(tài)下典型油膜厚度在1～50 nm之間,可判斷該鋼球-平盤摩擦副潤滑狀態(tài)為邊界潤滑工況。SRV試驗的結(jié)果如圖3所示,可以看出潤滑油的摩擦因數(shù)曲線走勢在運行開始后一直保持平穩(wěn),試驗結(jié)束時的摩擦因數(shù)為0.16,磨斑直徑為0.41 mm,表明RP4751潤滑油具有良好的極壓抗磨特性。

SRV試驗的結(jié)果如圖3所示,可以看出潤滑油的摩擦因數(shù)曲線走勢在運行開始后一直保持平穩(wěn),試驗結(jié)束時的摩擦因數(shù)為0.16,磨斑直徑為0.41 mm,表明RP4751潤滑油具有良好的極壓抗磨特性。圖4給出了RP4751潤滑油真空SRV試驗前后的紅外透過率對比,可以看出,試驗后潤滑油的紅外透過率在2～3 μm波段處略有降低,其他波段無明顯變化,表明潤滑油未發(fā)生明顯質(zhì)變。

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