發(fā)布時間：2020-12-27 03:54

　　對PTFE/Kevlar纖維混合編織襯墊分別進行超聲波處理、稀土CeO2處理后,制備了自潤滑關(guān)節(jié)軸承,利用Instron5944型電子萬能材料試驗機和自制的高頻擺動摩擦磨損試驗機對關(guān)節(jié)軸承進行了剝離強度測試和摩擦磨損性能試驗,考察了前處理工藝對關(guān)節(jié)軸承的黏接性能和摩擦學(xué)性能的影響,并采用掃描電鏡(SEM)觀察分析了襯墊表面的微觀形貌變化,以探究軸承的摩擦學(xué)性能與襯墊形成PTFE轉(zhuǎn)移膜的成膜性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明,襯墊經(jīng)改性前處理后,不僅提高了襯墊與基體的黏接性能,而且提高了軸承的摩擦學(xué)性能;軸承的摩擦學(xué)性能與其在摩擦磨損過程中形成PTFE轉(zhuǎn)移膜的成膜性能之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系,即PTFE轉(zhuǎn)移膜的形成越快,耐磨性、均勻連續(xù)性越好,在摩擦磨損過程中表現(xiàn)出較優(yōu)的摩擦誘導(dǎo)成膜性能,其摩擦學(xué)性能也越優(yōu)。 

【文章來源】：中國機械工程. 2016年02期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１試驗軸承結(jié)構(gòu)圖試驗方法

稀土ＣｅＯ２溶液處理是將襯墊在常溫下浸入含有ＣｅＯ２的稀土溶液中浸泡１～２ｈ（浸泡液的其他成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０．５％～２％的ＨＮＯ３、０．０１％～０．０５％的ＣＯ（ＮＨ２）２、１％～３％的ＮＨ４Ｃｌ以及９０％～９７％的去離子水按一定比例配制），在溫度為８０～１００℃的烘箱中烘干２～３ｈ后，再放在空氣中平衡１２～２４ｈ。圖１試驗軸承結(jié)構(gòu)圖１．２試驗方法１．２．１剝離試驗剝離強度是衡量襯墊黏接性能的重要指標(biāo)，圖２為剝離強度測試示意圖。利用自制的關(guān)節(jié)軸承剝離夾具將試樣夾持在Ｉｎｓｔｒｏｎ５９４４型電子萬能材料試驗機上，兩夾具以一定的速度遠(yuǎn)離，將纖維襯墊從自潤滑關(guān)節(jié)軸承外圈內(nèi)球面上剝離下來。參照美國航空標(biāo)準(zhǔn)ＳＡＥ－ＡＳ８１８２０［６］，制定本試驗的剝離角度為１４０±４０°，剝離速度為１９ｍｍ／ｍｉｎ，采集間隔為２ｍｓ。剝離前進行襯墊黏附度檢驗，保證其９０％緊緊黏附；剝離后進行牢靠性檢驗，不允許有外接圓直徑相當(dāng)于外圈寬度的２５％或６．３５ｍｍ（取兩者較小者）的未黏牢區(qū)域。圖２剝離強度測試示意圖利用Ｏｒｉｇｉｎ軟件對剝離曲線進行求積處理來計算剝離強度（每個試驗點重復(fù)３次，最后取平均值），其具體計算公式為σ＝ＣＳＬＤ（１）式中，Ｃ為剝離曲線圖上單位高度所代表的載荷，Ｎ／ｍｍ；Ｓ為剝離曲線求積的面積，ｍｍ２；Ｌ為襯墊剝離的長度，ｍｍ；Ｄ為剝離試樣的寬度，ｍｍ。１．２．２摩擦磨損試驗?zāi)Σ聊p試驗在自制的關(guān)節(jié)軸承性能試驗機上進行，其結(jié)構(gòu)如圖３所示。圖３

離曲線�？梢钥闯�，襯墊在剝離過程中剝離載荷隨剝離長度的變化曲線呈鋸齒狀波動，襯墊經(jīng)超聲波及稀土ＣｅＯ２處理后，剝離載荷整體有所提高，其中經(jīng)超聲波處理后的剝離載荷提高顯著，平均剝離載荷達(dá)到７Ｎ，而未經(jīng)改性處理的僅為３．８Ｎ，提高了近１倍，并且剝離曲線波動幅度不大，曲線較為平滑（圖６），表現(xiàn)為襯墊黏接質(zhì)量較高，黏接性能較好；襯墊經(jīng)稀土ＣｅＯ２處理后剝離載荷的提高次之，且剝離曲線波動也不大，較為平滑（圖７），表現(xiàn)為黏接質(zhì)量平均水平較高，黏接性能較好。圖５關(guān)節(jié)軸承的剝離曲線（未處理）圖６關(guān)節(jié)軸承的剝離曲線（超聲波處理）圖７關(guān)節(jié)軸承的剝離曲線（稀土ＣｅＯ２處理）２．２關(guān)節(jié)軸承的摩擦磨損性能在擺動頻率為２．５Ｈｚ、載荷為３０ＭＰａ的條件下，襯墊改性前后軸承的摩擦學(xué)性能隨旋轉(zhuǎn)擺動時間的變化曲線如圖８～圖１０所示�？梢钥闯�，襯墊經(jīng)超聲波及稀土ＣｅＯ２處理后，關(guān)節(jié)軸承的摩擦因數(shù)、磨損量及摩擦溫度均有所減小，表明襯墊經(jīng)改性處理后軸承的摩擦學(xué)性能有較大改善，其中，襯墊經(jīng)稀土ＣｅＯ２處理后的軸承摩擦學(xué)性能最優(yōu)。對比不同擺動時間下的三個測量參數(shù)，在擺動時間小于１００ｍｉｎ（初始階段）時，三個測量參數(shù)快速增大，在１００～３００ｍｉｎ之間逐漸趨于穩(wěn)定，此階段可視為成膜階段，最后在擺動時間超過３００ｍｉｎ（最終階段）時測量參數(shù)再次增大。從圖８可以看出，與改性前相比，襯墊經(jīng)超聲波及稀土ＣｅＯ２處理后軸承的摩擦性能均得到改善，軸承經(jīng)稀土ＣｅＯ２處理后的摩擦性能優(yōu)于經(jīng)超聲波處理后的摩擦性能。從圖９可以看出，與改性前相比，襯墊

【參考文獻】：
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本文編號：2941049