【摘要】：隨著航空航天技術(shù)的大力發(fā)展,對(duì)服役于其中的重要零部件的性能要求日益增加,而滾動(dòng)軸承作為廣泛應(yīng)用于航空航天的一種重要的傳動(dòng)部件,其運(yùn)轉(zhuǎn)性能和壽命直接影響航空航天系統(tǒng)的正常運(yùn)行及服役壽命。隨著滾動(dòng)軸承工況復(fù)雜性的增加,有必要對(duì)滾動(dòng)軸承表面的摩擦學(xué)性能進(jìn)行潤滑改性研究。本文在重慶大學(xué)中央高校重大項(xiàng)目“航天軸承組件界面性能失效機(jī)理及調(diào)控方法研究”(項(xiàng)目編號(hào)106112016CDJZR288805)以及上海市空間飛行器機(jī)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題的資助下,以二硫化鉬(MoS_2)涂層為研究對(duì)象,對(duì)其在常溫和高溫環(huán)境下的摩擦學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,并將MoS_2涂層應(yīng)用在TBA(Trundle Bearing Assembly)軸承表面,進(jìn)一步研究了MoS_2涂層對(duì)TBA軸承接觸性能以及壽命的影響,本文的主要研究工作如下:首先,通過常溫下的球-盤旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn),對(duì)基于GCr15軸承鋼的MoS_2涂層在不同含量、轉(zhuǎn)速和載荷條件下的摩擦學(xué)性能及其摩擦磨損機(jī)制進(jìn)行了研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),MoS_2涂層摩擦學(xué)性能最佳的含量比為35 wt.%,隨著法向載荷的增大,MoS_2涂層的摩擦系數(shù)逐漸減小,磨損寬度和深度逐漸增大;隨著轉(zhuǎn)速的增加,MoS_2涂層摩擦系數(shù)逐漸降低,磨損寬度和深度也逐漸減小。然后,基于常溫下得到摩擦學(xué)性能最佳的MoS_2涂層含量,通過球-盤旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn),研究MoS_2涂層在高溫下的摩擦學(xué)性能,并對(duì)涂層磨損表面的形貌和化學(xué)成分組成進(jìn)行了光學(xué)和電鏡掃描、拉曼光譜分析、EDS和XRD表征,從而探究MoS_2涂層在高溫下的摩擦磨損機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:MoS_2涂層的摩擦學(xué)性能存在一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度(350℃),在轉(zhuǎn)變溫度以上涂層的主要失效模式為氧化失效,摩擦系數(shù)和磨損寬度的隨溫度升高而增大;在轉(zhuǎn)變溫度以下,MoS_2的摩擦系數(shù)和磨損寬度的隨溫度升高而降低,在給定轉(zhuǎn)速和載荷范圍內(nèi),MoS_2涂層的摩擦學(xué)性能存在一個(gè)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)速(1000 rpm),隨著轉(zhuǎn)速增大,MoS_2涂層的摩擦系數(shù)和磨損寬度先降低后增大,載荷的增大能夠促進(jìn)MoS_2轉(zhuǎn)移膜形成并提高M(jìn)oS_2涂層的摩擦學(xué)性能。進(jìn)一步,將MoS_2涂層應(yīng)用于TBA軸承,設(shè)計(jì)了涂覆MoS_2涂層的TBA軸承等效加速壽命試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:中低速的軸承轉(zhuǎn)速有利于TBA軸承實(shí)際工作;軸承轉(zhuǎn)速過快時(shí),潤滑膜脫落較快、較分散,軸承振動(dòng)較大、壽命較短;軸承轉(zhuǎn)速較慢時(shí),潤滑膜脫落較慢、較集中,軸承振動(dòng)較小、壽命較長。最后,將MoS_2涂層應(yīng)用于TBA軸承表面,采用ADAMS軟件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,研究了MoS_2涂層以及不同工況對(duì)TBA軸承接觸性能的影響。仿真結(jié)果表明:MoS_2涂層的應(yīng)用可以改善TBA軸承的接觸性能;在給定的載荷和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),與隨動(dòng)工況相比,驅(qū)動(dòng)工況下TBA軸承滾子的振動(dòng)更小、功耗更大。
【圖文】：

等人[2]在其技術(shù)論文中對(duì)空間站承的潤滑性能方面滾動(dòng)軸承比統(tǒng)固體潤滑劑任然有著很多方產(chǎn)生“尖端摩擦”現(xiàn)象的結(jié)構(gòu) 等人[25]在其 ASTM 軸承會(huì)議報(bào)能阿爾法旋轉(zhuǎn)接頭 SARJ 鄰近則的伺服隨動(dòng)誤差，經(jīng)艙外檢磨損，如圖 1.1 所示，45°內(nèi)導(dǎo)子破壞的原因是由于不對(duì)中引生“尖端接觸”現(xiàn)象，從而產(chǎn)員采用了“脂潤滑 SARJ 導(dǎo)軌內(nèi)進(jìn)行了 TBA 組件滾子加速疲接觸摩擦力及摩擦力矩，減輕

一種具有優(yōu)良潤滑性能的固體潤滑鉬涂層因?yàn)槠洳煌募庸し绞健⒑菊聦⒐こ虣C(jī)械中常用的 GCr15 軸力噴涂加工工藝。在常溫環(huán)境下，，通量、速度以及載荷對(duì)二硫化鉬涂層的器司生產(chǎn)的 MFT-5000 型多功能摩擦磨試驗(yàn)，如圖 2.1 所示，該儀器集成了在對(duì)多種材料、薄膜、涂層、塊體材力學(xué)、摩擦學(xué)特性進(jìn)行測(cè)試并實(shí)時(shí)如下：速度范圍為 0.1-3000 rpm，最溫度范圍為室溫到 1000 ℃。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V229.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2694952