深沟球轴承强化研磨中表面织构对摩擦性能影响的研究

发布时间：2020-07-02 23:59

【摘要】：轴承强化研磨加工是一种新型的轴承套圈表面加工技术,自轴承强化研磨机研制成功至今已有多位研究人员对其进行完善和研究。在已有研究中发现,强化研磨加工后的轴承沟道表面会覆盖有大量不规则的微米级凹坑,猜想这种凹坑可作为“油囊”在轴承运转时起到储存润滑油的作用从而提供更好的润滑效果。同时近年来随着人们对表面织构的研究越来越多,发现在物体表面加工出的微凹坑能起到降低摩擦的作用,因此这也在一定程度上证实了猜想。本文从该猜想出发,通过对比实验验证猜想成立,并对此进行进一步的研究。首先是通过改变研磨料成分加工出有、无微凹坑的两组样品,考虑到表面硬度对摩擦性能的影响,每组加工多个样品并选取测量硬度值最相近的两组样品进行摩擦磨损实验结果对比,结果表面,表面有微凹坑的样品其摩擦系数相较于表面无微凹坑的样品降低了约16%~19%,证明了强化研磨加工中产生的微凹坑能够改善工件表面摩擦学性能。然后是通过控制单一变量实验探索强化研磨加工参数与微凹坑形态间的联系,在此之前制定一套用来表征微凹坑的方法,即微凹坑的面积占比A与微凹坑深度平均值λ,结果表明喷射压力、喷射时间和研磨料钢珠质量占比三个加工参数中,喷射压力、喷射时间与凹坑面积呈一定的正比关系,而钢珠质量占比与凹坑面积呈一定的反比关系,另外喷射压力与凹坑深度呈正比关系,而其他两个加工参数与凹坑深度无明显关系。最后通过三种不同试验参数条件下分别对四个不同加工参数加工后的样品进行的边界润滑条件下的摩擦磨损实验,探究强化研磨加工与对轴承套圈减摩效果的关系,结果表面只有在套圈表面加工出足够多的微凹坑,加工后的工件才会表现出比较明显的减磨效果;在一定范围内,更多的微凹坑能给工件提供更好的减摩性能;在载荷、转速分别为100N、800r/min,100N、1600r/min,200N、800r/min的试验条件下,加工效果明显的2、3号两样品相比于未加工出微凹坑的0号样品的摩擦系数降低幅度分别为25%、29%,31%、33%,17%、21%,这表明在加载载荷一定时,相较于低转速,更高转速条件下强化研磨加工出的表面微织构能给工件带来更明显的减磨效果;在转速一定时,相较于重载荷,较低载荷条件下强化研磨加工出的表面微织构能给工件带来更明显的减磨效果。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH133.33;TG580.68
【图文】：

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【参考文献】