高性能波箔轴承关键技术研究

发布时间：2020-04-17 18:42

【摘要】：波箔轴承为气体动压润滑轴承,由于其优点显著,已经在许多高速旋转设备上得到了应用。但是,该类轴承在启动和停车过程中,箔片和轴颈之间会发生剧烈的摩擦磨损,导致波箔轴承启动力矩大、发热严重等,使轴承失去原有几何形状,降低了轴承正常运行的承载能力,减小了波箔轴承的使用寿命。本文为降低波箔轴承表面启动和停车阶段的摩擦磨损,提高其使用性能和寿命,对波箔轴承的固体润滑涂层关键技术进行研究。本文采用等离子喷涂技术在圆盘试样和波箔轴承轴套表面制备WC-12Co涂层,使用自制销盘摩擦磨损试验机研究涂层试样的摩擦磨损性能,通过SEM和EDS分析涂层摩擦磨损前后表面-截面形貌和面能谱,搭建波箔轴承性能测试实验台,并利用其探究涂层实际使用过程中的摩擦磨损性能,对涂层的维氏硬度、表面粗糙度、结合强度和孔隙率进行测试分析,通过有限元分析方法对等离子制备的WC-12Co涂层的接触应力的分布进行研究,分析应力分布对于涂层接触失效的影响,最后对复合自润滑涂层的制备和性能进行探索性研究。结果表明:制备的WC-12Co涂层在硬度方面明显高于基底,抛光后其表面能够达到波箔轴承表面粗糙度的使用要求,涂层结合强度较高且具有较高致密度。涂层和基底结合紧密,涂层的结合方式以机械结合为主,伴有一定的冶金结合方式。在销盘摩擦磨损试验机以及波箔轴承台架试验条件下WC-12Co涂层均表现出非常好的耐磨和减摩效果,该涂层能够降低波箔轴承的摩擦磨损情况,提高其使用性能和寿命。有限元分析表明,在不同的主应力和剪切应力共同作用下使得涂层失效形式呈现出多元化,应力是涂层失效的主要驱动力。
【图文】：

箔片式动压气体轴承结构类型

第一代波箔气体轴承结构示意图
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：2631177