陶瓷球軸承固體潤滑涂層制備與承載特性研究
發(fā)布時間:2020-12-27 20:01
固體潤滑陶瓷球軸承在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。滾動體表面和滾道表面潤滑改性是軸承固體潤滑的重要來源,同時接觸表面改性對軸承內(nèi)部承載特性和疲勞壽命產(chǎn)生重要影響。本文對陶瓷球表面固體潤滑涂層的制備及固體潤滑陶瓷軸承的承載特性進(jìn)行研究,提出了三種陶瓷球表面制備自潤滑膜的工藝,建立了固體潤滑軸承內(nèi)部接觸分析的方法。利用離子注入與沉積工藝在氮化硅陶瓷球和陶瓷片上制備了類金剛石(DLC)膜。陶瓷片表面較容易沉積均勻的DLC膜,而陶瓷球表面制備DLC膜時,需要設(shè)計(jì)特定夾具,使球在離子注入沉積過程中自由滾動。對制備的DLC膜的厚度、硬度、彈性模量、摩擦磨損等性能進(jìn)行了測試,結(jié)果表明此工藝在陶瓷片和陶瓷球表面制備的DLC膜分布均勻,具備較好的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能,具備較好的減摩抗磨性能。利用球磨工藝在陶瓷球和鋼球表面制備了MoS2薄膜。對制備的MoS2膜的厚度、元素成分、摩擦磨損等性能進(jìn)行測試,結(jié)果表明鋼球和陶瓷球表面制備的MoS2膜分布均勻,對表面粗糙度影響較小,改善了基體材料的抗磨性能。利用轉(zhuǎn)移法在陶瓷球表面制備聚四氟乙烯(PTFE)基復(fù)合材料潤滑膜。完成了轉(zhuǎn)移膜制備試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和初步試驗(yàn)。利...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
軸承的有限元分析模型
a) 鋼球和半空間體有限元 1/4 模型[29]b) 軸承有限元分析局部模型[30]圖 1-1 軸承的有限元分析模型考慮固體潤滑涂層的接觸分析大都是以劃痕儀為模型,分析探針與表面膜的接觸。其分析模型如圖 1-2 所示,劃痕儀探針按形狀分為尖形探針和圓形探針。尖形探針與涂層接觸分析過程中,采用相對較小的集中點(diǎn)載荷,主要分析涂層內(nèi)部應(yīng)力分布和變形[31]。圓形探針與涂層接觸分析過程中,可以分析固體潤滑涂層對接觸應(yīng)力的影響。膜和基體的硬度比值影響膜的特性,硬度較大的涂層所受的最大應(yīng)力值較高,可以承擔(dān)部分應(yīng)力,提高基體的承載能力[32]。
圖 2-1 等離子體基離子注入示意圖注入的固有特點(diǎn)外,還具有以下優(yōu)點(diǎn):加工的局限,實(shí)現(xiàn)全方位注入。由于在等離子體中,從而可從四面八方對工件在復(fù)雜形狀工件上的應(yīng)用問題。操作控制安全方便。由于離子注入可以可實(shí)現(xiàn)大面積注入,故效率頗高。另外地控制離子注入過程,操作方便。量生產(chǎn)。PBⅡ加工過程中,陰極是工件因此每個工件及其周圍的等離子體鞘層等離子體基離子注入就可以實(shí)現(xiàn)批量生裝置及夾具離子注入法在陶瓷平板和陶瓷球表面沉大學(xué)自行研制的 DLZ-01 型等離子體基圖 2-2 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒流潤滑的現(xiàn)狀和展望[J]. 王偉,劉焜. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[2]關(guān)于Hertz點(diǎn)接觸理論適用范圍的探討[J]. 吳飛科,羅繼偉,張磊,王東峰. 軸承. 2007(05)
[3]增強(qiáng)型脈沖離子源鍍制DLC薄膜拉曼光譜研究[J]. 陳朝平,朱昌,郭芮. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2006(03)
[4]彈塑性流變模型在彈流脂潤滑特性分析中的應(yīng)用[J]. 王燕霜,楊伯原,蘇冰,王黎欽. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[5]Analysis of 3-D Frictional Contact Mechanics Problems by a Boundary Element Method[J]. KEUM Bangyong,劉軼軍. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[6]PTFE固體潤滑膜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 楊中東,陳淑華,樊占國,薛向欣. 電鍍與涂飾. 2003(05)
[7]固體潤滑劑應(yīng)用的研討[J]. 胡黃卿. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2003(03)
[8]混合陶瓷球軸承接觸曲面及接觸應(yīng)力的三維有限元分析[J]. 徐強(qiáng),任成祖,陳錦江. 機(jī)床與液壓. 2003(02)
[9]ANSYS在求解軸承接觸問題中的應(yīng)用[J]. 王大力,孫立明,單服兵,徐浩. 軸承. 2002(09)
[10]固體潤滑軸承在航天器中的應(yīng)用[J]. 趙濱海,宋春磊. 軸承. 2001(08)
博士論文
[1]低溫陶瓷軸承自潤滑材料制備及其轉(zhuǎn)移膜潤滑機(jī)理分析[D]. 賈曉梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]高速脈動重載滾動軸承工作特性仿真分析[D]. 彭波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[2]混合陶瓷角接觸球軸承的有限元分析及其仿真初探[D]. 張海濤.天津大學(xué) 2006
[3]基于ANSYS的混合陶瓷球軸承接觸分析與試驗(yàn)研究[D]. 張文軒.天津大學(xué) 2004
本文編號:2942394
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
軸承的有限元分析模型
a) 鋼球和半空間體有限元 1/4 模型[29]b) 軸承有限元分析局部模型[30]圖 1-1 軸承的有限元分析模型考慮固體潤滑涂層的接觸分析大都是以劃痕儀為模型,分析探針與表面膜的接觸。其分析模型如圖 1-2 所示,劃痕儀探針按形狀分為尖形探針和圓形探針。尖形探針與涂層接觸分析過程中,采用相對較小的集中點(diǎn)載荷,主要分析涂層內(nèi)部應(yīng)力分布和變形[31]。圓形探針與涂層接觸分析過程中,可以分析固體潤滑涂層對接觸應(yīng)力的影響。膜和基體的硬度比值影響膜的特性,硬度較大的涂層所受的最大應(yīng)力值較高,可以承擔(dān)部分應(yīng)力,提高基體的承載能力[32]。
圖 2-1 等離子體基離子注入示意圖注入的固有特點(diǎn)外,還具有以下優(yōu)點(diǎn):加工的局限,實(shí)現(xiàn)全方位注入。由于在等離子體中,從而可從四面八方對工件在復(fù)雜形狀工件上的應(yīng)用問題。操作控制安全方便。由于離子注入可以可實(shí)現(xiàn)大面積注入,故效率頗高。另外地控制離子注入過程,操作方便。量生產(chǎn)。PBⅡ加工過程中,陰極是工件因此每個工件及其周圍的等離子體鞘層等離子體基離子注入就可以實(shí)現(xiàn)批量生裝置及夾具離子注入法在陶瓷平板和陶瓷球表面沉大學(xué)自行研制的 DLZ-01 型等離子體基圖 2-2 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒流潤滑的現(xiàn)狀和展望[J]. 王偉,劉焜. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[2]關(guān)于Hertz點(diǎn)接觸理論適用范圍的探討[J]. 吳飛科,羅繼偉,張磊,王東峰. 軸承. 2007(05)
[3]增強(qiáng)型脈沖離子源鍍制DLC薄膜拉曼光譜研究[J]. 陳朝平,朱昌,郭芮. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2006(03)
[4]彈塑性流變模型在彈流脂潤滑特性分析中的應(yīng)用[J]. 王燕霜,楊伯原,蘇冰,王黎欽. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[5]Analysis of 3-D Frictional Contact Mechanics Problems by a Boundary Element Method[J]. KEUM Bangyong,劉軼軍. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[6]PTFE固體潤滑膜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 楊中東,陳淑華,樊占國,薛向欣. 電鍍與涂飾. 2003(05)
[7]固體潤滑劑應(yīng)用的研討[J]. 胡黃卿. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2003(03)
[8]混合陶瓷球軸承接觸曲面及接觸應(yīng)力的三維有限元分析[J]. 徐強(qiáng),任成祖,陳錦江. 機(jī)床與液壓. 2003(02)
[9]ANSYS在求解軸承接觸問題中的應(yīng)用[J]. 王大力,孫立明,單服兵,徐浩. 軸承. 2002(09)
[10]固體潤滑軸承在航天器中的應(yīng)用[J]. 趙濱海,宋春磊. 軸承. 2001(08)
博士論文
[1]低溫陶瓷軸承自潤滑材料制備及其轉(zhuǎn)移膜潤滑機(jī)理分析[D]. 賈曉梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]高速脈動重載滾動軸承工作特性仿真分析[D]. 彭波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[2]混合陶瓷角接觸球軸承的有限元分析及其仿真初探[D]. 張海濤.天津大學(xué) 2006
[3]基于ANSYS的混合陶瓷球軸承接觸分析與試驗(yàn)研究[D]. 張文軒.天津大學(xué) 2004
本文編號:2942394
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