本文關鍵詞：球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機的研制及驗證

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【摘要】：隨著新材料技術、新加工方法、潤滑方式和潤滑介質以及表面改性技術的發(fā)展,以M50、M50Ni L、Si_3N_4等為例的航空摩擦副材料具有長壽命和高可靠性特點,且運行工況條件也極為苛刻,現有滾動接觸疲勞試驗機不再能進行苛刻工況條件下的滾動接觸疲勞試驗,而且國內材料的滾動接觸疲勞數據多是國外等同采用,因此本文旨在設計一臺球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機,使其既能滿足現行國家標準下金屬材料滾動接觸疲勞試驗要求,又能擴展試驗條件,用于開展航空軸承材料、特種工藝、復合涂層、表面強化、潤滑材料等新技術的篩選試驗。首先,本文分析滾動接觸疲勞的失效模式,對影響材料發(fā)生滾動接觸疲勞失效的因素進行分析總結,對滾動接觸疲勞壽命評價方法進行討論�？偨Y振動檢測常規(guī)信號并選擇均方根值和峰值作為試樣材料發(fā)生滾動接觸疲勞時進行報警的監(jiān)測參數。對試驗機進行系統(tǒng)方案設計,確定試驗機球盤點接觸摩擦副形式進行滾動接觸疲勞試驗機的設計,按照試驗試樣圓盤優(yōu)先失效的定向失效和加速疲勞的原則,分析和確定了試驗機的性能指標。然后,以試驗機性能指標為指導設計和研制球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機,主要包括球-盤點接觸試件、加載機構、支承軸系、動力裝置、潤滑系統(tǒng)以及測量系統(tǒng)六部分。同時使用Soildworks對試驗機進行三維造型設計,使用ANSYS Workbench對試驗機主軸進行動靜特性分析,靜力學分析中得到試驗機主軸在最大載荷作用下的靜力變形圖(Total Deformation)、應力分布圖(Equivalent von-Mises Stress)和應變分布圖(Equivalent elastic Strain),同時獲得主軸前六階固有振型和固有頻率,以保證試驗機在運轉過程中的安全。最后,對試驗機硬件進行整機安裝和布置,對試驗機的加載機構、動力裝置以及傳感器組件進行標定,以及試驗機Lab VIEW軟件信息采集程序的調試,完成試驗機的搭建;以GCr15為試樣材料在預設工況條件下進行試驗機性能驗證試驗,以保證試驗機滿足使用要求。
【關鍵詞】：滾動接觸疲勞 試驗機研制 球盤點接觸 性能驗證
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-17
• 1.2.1 滾動接觸疲勞試驗機研究現狀10-14
• 1.2.2 滾動接觸疲勞監(jiān)測方法研究現狀14-16
• 1.2.3 滾動接觸疲勞壽命評價方法研究現狀16-17
• 1.3 本課題主要研究內容17-18
• 第2章 滾動接觸疲勞試驗機主要參數設計18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 滾動接觸疲勞失效模式及影響因素分析18-21
• 2.2.1 滾動接觸疲勞失效模式18-19
• 2.2.2 滾動接觸疲勞影響因素分析19-21
• 2.3 滾動接觸疲勞振動監(jiān)測特征參數分析21-23
• 2.4 試驗機方案設計23-29
• 2.4.1 試驗機系統(tǒng)方案23-25
• 2.4.2 試驗機性能指標25-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第3章 球盤式高速滾動接觸疲勞試驗機系統(tǒng)設計30-50
• 3.1 引言30
• 3.2 球-盤試件30-31
• 3.3 加載機構31-34
• 3.4 支承軸系設計34-40
• 3.4.1 軸承布置方案34-35
• 3.4.2 軸系密封35-36
• 3.4.3 主軸動靜特性分析36-40
• 3.5 動力裝置40-43
• 3.5.1 高速電機40-43
• 3.5.2 變頻器43
• 3.6 潤滑系統(tǒng)43-46
• 3.6.1 潤滑油路設計43-44
• 3.6.2 潤滑油泵44-45
• 3.6.3 油箱設計45-46
• 3.7 測量系統(tǒng)46-49
• 3.7.1 傳感器組件46-49
• 3.7.2 數據采集系統(tǒng)49
• 3.8 本章小結49-50
• 第4章 試驗機裝配調試與性能驗證50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 試驗機的裝配調試50-54
• 4.3 試驗機系統(tǒng)Lab VIEW控制調試54-58
• 4.4 試驗機性能驗證58-64
• 4.4.1 性能驗證試驗方案58-60
• 4.4.2 性能驗證試驗方法和流程60-62
• 4.4.3 性能驗證試驗結果和分析62-64
• 4.5 本章小結64-66
• 結論66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71

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本文編號：611108