徑向負載對固體潤滑軸系失效行為的影響研究.pdf

1、固體潤滑軸系是空間活動部件的關鍵部組件之一，它的壽命和可靠性很大程度上制約了空間機構能否正常運轉，實現預期的功能和壽命。固體潤滑滾動軸承具有低摩擦系數、污染小、良好的溫度適應性和抗輻照性等特性，廣泛應用于空間中低速機構或往復運動機構軸系中。然而由于空間環(huán)境的復雜性，固體潤滑軸承壽命的影響因素相互融合，實際使用壽命難以準確預估。研究影響固體潤滑軸系壽命的關鍵因素，對提高空間活動部件的壽命和可靠性有重要的意義。本文研究徑向負載對固體潤滑軸系

2、運轉壽命的影響，以摩擦力矩明顯增大為失效判據，主要研究內容如下:1.徑向負載與固體潤滑軸系固有頻率相關性研究
　　滾動軸承軸系固有頻率反應了軸系的剛度和阻尼等信息，由軸系負載、幾何結構、材料和加工工藝等因素決定。基于球軸承剛度理論和軸系固有頻率計算方法，分析了軸系固有頻率和水平徑向負載之間關系。研制了軸系固有頻率測試裝置，通過該裝置對徑向負載與油潤滑軸系和固體潤滑軸系固有頻率相關性進行了實驗研究。對軸系固有頻率隨徑向負載變化的數據

3、進行了擬合和分析。結果表明:1)油潤滑和固體潤滑軸系固有頻率隨徑向負載增大而增大，徑向負載和軸系固有頻率之間存在較為明顯的冪函數關系，油潤滑軸系和固體潤滑軸系結果類似;2)在確定軸系中，可以通過測試軸系固有頻率，采用擬合得到的徑向負載和固有頻率關系式來推導徑向負載大小，誤差不超過7％。3）軸承最大接觸應力隨軸系固有頻率增大而增大。
　　2.徑向負載對固體潤滑軸系失效行為的影響研究
　　固體潤滑深溝球軸承壽命與所受徑向負載息息

4、相關。研制了摩擦力矩測試系統(tǒng)，在干燥氮氣環(huán)境下獲得了不同徑向負載條件下固體潤滑軸系潤滑壽命數據。試驗后拆解固體潤滑軸承，用掃描電子顯微鏡和能譜儀觀察內外圈滾道表面和鋼球表面形貌特征及元素成分，分析了軸系失效機理。結果表明:1）固體潤滑軸系摩擦力矩在一定范圍內隨轉速變化幾乎不變。固體潤滑軸系壽命隨徑向負載增大而減小。2）潤滑膜的磨損殆盡或片狀剝落均可能導致固體潤滑軸系失效。
　　論文最后提出以軸系固有頻率評價固體潤滑軸系裝配情況，預