空间合成碳氢润滑油的真空边界润滑寿命评估

发布时间：2020-10-09 12:48

　　 为评估空间润滑油能否满足处于边界润滑工况下的扫描机构8年长寿命要求,分析润滑油在空间环境下的摩擦磨损和长寿命润滑性能。以空间合成碳氢润滑油RP4751为研究对象,分别采用真空螺旋摩擦试验系统(SOT)和滑动摩擦试验系统(SRV)测试润滑油的名义润滑寿命(每消耗1μg润滑油时钢球转动的圈数)、磨斑直径和滑动摩擦因数,结合扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪进行微观分析。结果表明:RP4751润滑油在真空环境下滑动摩擦因数较小、耐磨寿命较长,具有良好的真空边界润滑性能和较高的名义寿命;红外透过率分析结果表明,SRV试验前后润滑油未发生质变。利用2台RP4751润滑油润滑的扫描电机开展1∶1真空寿命试验,结果表明:RP4751润滑油润滑时电机寿命满足红外地球敏感器运动机构的8年在轨运行寿命需求;试验得到的电机轴承中的钢球润滑寿命大于等于2 943 r/μg,该结果与SOT试验的润滑油名义寿命3 598 r/μg有较好的一致性,为其他空间运动机构润滑油的选用及长寿命润滑设计提供重要试验依据。
【部分图文】：

2种试验条件详细如表2所示。表2 RP4751合成碳氢油摩擦学性能测试条件Table 2 Tribological performance test conditions for RP4751 synthetic hydrocarbon oil Experimenttype Ballparameter Experimenttemperature Vacuumdegree Load Speed SRV 440 stainless,12.7 mm 25 ℃ ≤1×10-1Pa 100 N 50 Hz,1 mm SOT ≤1×10-4Pa 1.5GPa 210r/min

SOT试验结果如图2所示,可以看出润滑油的初始摩擦因数为0.075左右,试验结束时上升到0.28,此时钢球的旋转次数已达到179 908次(转),进而可以得出其名义寿命为3 598 r/μg,其中润滑油名义寿命为每消耗1 μg的润滑油时,钢球转动的圈数(r)。试验中摩擦副间的润滑油含量仅为50 μg,平盘直径为50.8 mm,RP4751润滑油密度为0.84 g/cm3。可估算出摩擦副接触区域润滑油膜厚度为25 nm,根据边界润滑状态下典型油膜厚度在1～50 nm之间,可判断该钢球-平盘摩擦副润滑状态为边界润滑工况。SRV试验的结果如图3所示,可以看出润滑油的摩擦因数曲线走势在运行开始后一直保持平稳,试验结束时的摩擦因数为0.16,磨斑直径为0.41 mm,表明RP4751润滑油具有良好的极压抗磨特性。

SRV试验的结果如图3所示,可以看出润滑油的摩擦因数曲线走势在运行开始后一直保持平稳,试验结束时的摩擦因数为0.16,磨斑直径为0.41 mm,表明RP4751润滑油具有良好的极压抗磨特性。图4给出了RP4751润滑油真空SRV试验前后的红外透过率对比,可以看出,试验后润滑油的红外透过率在2～3 μm波段处略有降低,其他波段无明显变化,表明润滑油未发生明显质变。

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本文编号：2833707