作為現(xiàn)代機(jī)械裝備中重要的零部件,關(guān)節(jié)軸承正被廣泛地應(yīng)用在航空設(shè)備、軌道交通、工程機(jī)械、汽車制造業(yè)等機(jī)械領(lǐng)域。作為一種球面滑動(dòng)軸承,其特點(diǎn)包括:機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗沖擊、耐磨損、承載能力強(qiáng)、自調(diào)心等。伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,關(guān)節(jié)軸承的需求量不斷增加,對(duì)關(guān)節(jié)軸承的工作性能以及使用壽命提出了越來越高的要求。作為機(jī)械設(shè)備的重要關(guān)節(jié),關(guān)節(jié)軸承工作球面的摩擦潤(rùn)滑性能直接關(guān)系著整個(gè)設(shè)備能否正常工作。在重載、高速、高溫等苛刻工況下,傳統(tǒng)的潤(rùn)滑減摩技術(shù)已經(jīng)不能滿足關(guān)節(jié)軸承正常工作的要求。本文從改善關(guān)節(jié)軸承表面的摩擦學(xué)特性出發(fā),將激光微織構(gòu)技術(shù)、固/液/脂潤(rùn)滑技術(shù)以及自潤(rùn)滑技術(shù)相復(fù)合,系統(tǒng)地探究不同潤(rùn)滑介質(zhì)中關(guān)節(jié)軸承的摩擦潤(rùn)滑及磨損特性。本文首先選取激光加工方式在軸承鋼GCr15材料表面進(jìn)行表面微織構(gòu)造型工藝試驗(yàn),重點(diǎn)考察激光單脈沖能量、激光脈沖重復(fù)次數(shù)、激光器頻率等參數(shù)對(duì)軸承鋼表面凹坑形狀、尺寸(深度、直徑等)的作用機(jī)理,并總結(jié)出微造型加工參數(shù)與微織構(gòu)凹坑形貌的對(duì)應(yīng)關(guān)系,再優(yōu)選較佳的微造型加工參數(shù)為后期的摩擦試驗(yàn)做準(zhǔn)備。其次,開展固體潤(rùn)滑條件下聚四氟乙烯(PTFE)自潤(rùn)滑襯墊與微織構(gòu)試樣表面的摩擦性能試驗(yàn),研究不同表面處理、不同固體潤(rùn)滑劑、不同微織構(gòu)密度以及不同微織構(gòu)深度對(duì)試樣表面摩擦特性的影響,在此基礎(chǔ)上還對(duì)不同工況(載荷、往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率)條件下試樣表面摩擦性能進(jìn)行探索分析。最后,以潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑介質(zhì),對(duì)比不同表面處理狀況下自潤(rùn)滑襯墊與微織構(gòu)表面的摩擦特性,接著分別在油/脂潤(rùn)滑介質(zhì)中,研究不同微織構(gòu)密度參數(shù)下試樣表面的摩擦潤(rùn)滑性能,并通過改變?cè)囼?yàn)工況來研究試樣表面摩擦特性的變化規(guī)律。得到以下結(jié)論:激光工藝試驗(yàn)結(jié)果表明:使用Nd:YAG激光器,在單脈沖模式下,軸承鋼表面微織構(gòu)圓形凹坑的直徑參數(shù)主要受激光單脈沖能量影響,單脈沖能量越大凹坑的直徑越大;脈沖重復(fù)次數(shù)對(duì)微織構(gòu)深度的影響顯著,重復(fù)次數(shù)越多織構(gòu)深度越深;隨著激光頻率的增加,微織構(gòu)形貌參數(shù)均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。固體潤(rùn)滑試驗(yàn)結(jié)果顯示:相比于單一的潤(rùn)滑技術(shù),聚四氟乙烯(PTFE)自潤(rùn)滑技術(shù)、微織構(gòu)技術(shù)和固體潤(rùn)滑技術(shù)的組合可以有效提高軸承鋼試樣表面的潤(rùn)滑性能;納米級(jí)固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑效果好于微米級(jí)潤(rùn)滑劑;微織構(gòu)密度變大,試樣表面的摩擦系數(shù)出現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),在20%織構(gòu)密度時(shí)潤(rùn)滑效果最好;織構(gòu)深度增加,摩擦系數(shù)先下降后增大,深度在9μm時(shí)摩擦性能最好;隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率的加大,試樣表面摩擦系數(shù)出現(xiàn)先下降后增大的趨勢(shì);隨著載荷的提高,試樣表面摩擦系數(shù)逐漸下降。潤(rùn)滑油/潤(rùn)滑脂摩擦試驗(yàn)表明:聚四氟乙烯自潤(rùn)滑技術(shù)的引入,可以有效降低試樣表面的摩擦系數(shù)。在油/脂潤(rùn)滑條件下,試樣的摩擦系數(shù)均隨織構(gòu)密度的變大呈現(xiàn)先減小后增大,中等織構(gòu)密度有利于潤(rùn)滑效果的發(fā)揮;且在油/脂潤(rùn)滑介質(zhì)中,摩擦系數(shù)都隨載荷加大出現(xiàn)下降趨勢(shì);通過增加往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率,油潤(rùn)滑試樣表面的摩擦系數(shù)增大,脂潤(rùn)滑試樣表面的摩擦系數(shù)先增大后逐漸減小;對(duì)比不同表面處理的試樣發(fā)現(xiàn),潤(rùn)滑脂介質(zhì)中聚四氟乙烯自潤(rùn)滑技術(shù)結(jié)合微織構(gòu)技術(shù)可以最大幅度改善摩擦副的摩擦性能。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

（e）V 型槽[51]（f）圓環(huán)形槽[52]圖 1.1 不同表面微織構(gòu)形貌（a）Circular texture; （b）Triangular texture; （c）Square texture; （d）Long groove; （e）V-groov（f）Circular grooveFig.1.1 Different topographies of micro-textured surface表面織構(gòu)通過改變對(duì)摩副表面的形貌，達(dá)到改善對(duì)摩副之間的摩擦以及抗磨性能，鑒于表面織構(gòu)技術(shù)的有效性，研究學(xué)者將表面織構(gòu)技術(shù)成功運(yùn)用到機(jī)械零部件上，提高

潤(rùn)滑油膜的厚度；DLC 涂層的軸承鋼試樣在摩擦過程中效果；當(dāng)微織構(gòu)深度大于 30μm 后，DLC 涂層的摩擦系潤(rùn)滑技術(shù)研究現(xiàn)狀節(jié)軸承的摩擦學(xué)性能，眾多研究人員將研究重點(diǎn)放在了，并通過理論和試驗(yàn)研究來考察關(guān)節(jié)軸承的摩擦系數(shù)、節(jié)軸承來說，合適的基體材料有助于關(guān)節(jié)軸承物理力學(xué)性式可以保證關(guān)節(jié)軸承在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，]。但在關(guān)節(jié)軸承中，對(duì)不同潤(rùn)滑方式下激光微織構(gòu)技術(shù)表面微造型技術(shù)運(yùn)用到關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈外球面上，加工，如圖 1.2。重點(diǎn)考察激光脈沖重復(fù)次數(shù)、重疊度等參結(jié)果表明：對(duì)比連續(xù)加工方式，單脈沖加工方式可以獲光斑的重疊程度可以在關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈外球面上獲得不同

激光微織構(gòu)技術(shù)成功運(yùn)用于各類機(jī)械零部件上，為微造型形貌，本文采用 Nd:YAG 激光器的單脈沖同構(gòu)加工，繼而研究不同加工參數(shù)對(duì)微織構(gòu)凹坑尺寸加工工藝參數(shù)。設(shè)備使用如下圖 2.1 所示的聲光調(diào) Q 二極管泵浦光設(shè)備為課題組自主研發(fā)，激光器輸出的波長(zhǎng)有模塊組成，能夠適應(yīng)不同類型金屬零部件的加工統(tǒng)的詳細(xì)性能參數(shù)如下表 2.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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5 紀(jì)敬虎;符永宏;華�？�;符昊;康正陽(yáng);;45鋼表面制備V形凹槽及其摩擦學(xué)特性[J];中國(guó)表面工程;2014年04期

6 韓發(fā)朝;;煤礦機(jī)械設(shè)備的磨損與降損問題探討[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年09期

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本文編號(hào)：2850351