多種潤滑條件下空間機構(gòu)用球軸承摩擦力矩試驗研究.pdf

1、球軸承運轉(zhuǎn)靈活,摩擦力矩小,應(yīng)用廣泛,在空間機構(gòu)中較為常見,但這些優(yōu)點只有潤滑合理時才存在,否則容易出現(xiàn)摩擦力矩增大、不穩(wěn)定甚至軸承卡死的情況。空間的真空環(huán)境使得潤滑十分困難,因此需要在真空中針對球軸承摩擦力矩展開研究。國內(nèi)外關(guān)于空間摩擦學(xué)、球軸承摩擦力矩的研究有不少,但針對空間機構(gòu)用球軸承摩擦力矩的研究并不多見。針對這種情況本文做了以下工作:
　　搭建了可以提供真空及溫度環(huán)境的摩擦力矩實驗系統(tǒng)。對空間潤滑方式進行了探討,選擇Mo

2、S2膜潤滑、PFPE(全氟聚醚)脂潤滑以及二者結(jié)合的混合潤滑作為潤滑條件,以無潤滑的情況作為對照。分析空間環(huán)境對球軸承的摩擦力矩的影響,選取真空度、溫度為關(guān)鍵因素,另外選取轉(zhuǎn)速、載荷等作為實驗因素,測試了球軸承的摩擦力矩,對其磨損機理進行了分析。
　　本文對球軸承進行了摩擦力矩實驗,結(jié)果表明:MoS2膜潤滑球軸承啟動容易;摩擦力矩小且穩(wěn)定,真空中要比大氣下小許多,對溫度不太敏感,隨轉(zhuǎn)速升高先增大后減小,隨載荷線性增長。無潤滑球軸承

3、摩擦力矩大且波動大;通常對溫度、轉(zhuǎn)速也不太敏感,但當(dāng)溫度、轉(zhuǎn)速稍高時會急劇增大;通常隨載荷線性增長,但在真空中重載下時會急劇增大。有脂潤滑球軸承啟動摩擦力矩較大,磨合期長,真空中比大氣下稍大。PFPE脂潤滑球軸承摩擦力矩隨溫度升高而減小,隨載荷增加先略有減小后線性增大,隨轉(zhuǎn)速升高先增大后減小。添加1.5％納米SiO2顆粒改性的PFPE脂潤滑球軸承摩擦力矩一般要比PFPE脂潤滑球軸承的要小,在低溫、重載時特別明顯。摩擦力矩隨溫度的升高而持

4、續(xù)減小,隨載荷或轉(zhuǎn)速的增大均是先略有增大后持續(xù)減小?；旌蠞櫥蜉S承的摩擦力矩溫度特性與PFPE脂潤滑球軸承的類似,摩擦力矩轉(zhuǎn)速特性、載荷特性與改性的PFPE脂潤滑球軸承的一致。通過SEM照片及能譜分析結(jié)果可知:固體膜潤滑球軸承的MoS2復(fù)合潤滑膜破壞嚴(yán)重,但基體磨損輕微;無潤滑球軸承的磨損非常嚴(yán)重;PFPE脂潤滑球軸承、采用納米SiO2改性的PFPE脂潤滑球軸承磨損輕微,其中后者更輕;混合潤滑球軸承的MoS2膜的破壞也很嚴(yán)重,基體磨損輕