陶瓷球轴承固体润滑涂层制备与承载特性研究
发布时间：2020-12-27 20:01
固体润滑陶瓷球轴承在工业领域中得到了广泛应用。滚动体表面和滚道表面润滑改性是轴承固体润滑的重要来源,同时接触表面改性对轴承内部承载特性和疲劳寿命产生重要影响。本文对陶瓷球表面固体润滑涂层的制备及固体润滑陶瓷轴承的承载特性进行研究,提出了三种陶瓷球表面制备自润滑膜的工艺,建立了固体润滑轴承内部接触分析的方法。利用离子注入与沉积工艺在氮化硅陶瓷球和陶瓷片上制备了类金刚石(DLC)膜。陶瓷片表面较容易沉积均匀的DLC膜,而陶瓷球表面制备DLC膜时,需要设计特定夹具,使球在离子注入沉积过程中自由滚动。对制备的DLC膜的厚度、硬度、弹性模量、摩擦磨损等性能进行了测试,结果表明此工艺在陶瓷片和陶瓷球表面制备的DLC膜分布均匀,具备较好的结构、力学性能,具备较好的减摩抗磨性能。利用球磨工艺在陶瓷球和钢球表面制备了MoS2薄膜。对制备的MoS2膜的厚度、元素成分、摩擦磨损等性能进行测试,结果表明钢球和陶瓷球表面制备的MoS2膜分布均匀,对表面粗糙度影响较小,改善了基体材料的抗磨性能。利用转移法在陶瓷球表面制备聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料润滑膜。完成了转移膜制备试验台的设计、安装、调试和初步试验。利...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴承的有限元分析模型
a) 钢球和半空间体有限元 1/4 模型[29]b) 轴承有限元分析局部模型[30]图 1-1 轴承的有限元分析模型考虑固体润滑涂层的接触分析大都是以划痕仪为模型，分析探针与表面膜的接触。其分析模型如图 1-2 所示，划痕仪探针按形状分为尖形探针和圆形探针。尖形探针与涂层接触分析过程中，采用相对较小的集中点载荷，主要分析涂层内部应力分布和变形[31]。圆形探针与涂层接触分析过程中，可以分析固体润滑涂层对接触应力的影响。膜和基体的硬度比值影响膜的特性，硬度较大的涂层所受的最大应力值较高，可以承担部分应力，提高基体的承载能力[32]。
图 2-1 等离子体基离子注入示意图注入的固有特点外，还具有以下优点：加工的局限，实现全方位注入。由于在等离子体中，从而可从四面八方对工件在复杂形状工件上的应用问题。操作控制安全方便。由于离子注入可以可实现大面积注入，故效率颇高。另外地控制离子注入过程，操作方便。量生产。PBⅡ加工过程中，阴极是工件因此每个工件及其周围的等离子体鞘层等离子体基离子注入就可以实现批量生装置及夹具离子注入法在陶瓷平板和陶瓷球表面沉大学自行研制的 DLZ-01 型等离子体基图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒流润滑的现状和展望[J]. 王伟,刘焜. 摩擦学学报. 2008(06)
[2]关于Hertz点接触理论适用范围的探讨[J]. 吴飞科,罗继伟,张磊,王东峰. 轴承. 2007(05)
[3]增强型脉冲离子源镀制DLC薄膜拉曼光谱研究[J]. 陈朝平,朱昌,郭芮. 真空科学与技术学报. 2006(03)
[4]弹塑性流变模型在弹流脂润滑特性分析中的应用[J]. 王燕霜,杨伯原,苏冰,王黎钦. 摩擦学学报. 2005(02)
[5]Analysis of 3-D Frictional Contact Mechanics Problems by a Boundary Element Method[J]. KEUM Bangyong,刘轶军. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[6]PTFE固体润滑膜技术及其应用[J]. 杨中东,陈淑华,樊占国,薛向欣. 电镀与涂饰. 2003(05)
[7]固体润滑剂应用的研讨[J]. 胡黄卿. 机械研究与应用. 2003(03)
[8]混合陶瓷球轴承接触曲面及接触应力的三维有限元分析[J]. 徐强,任成祖,陈锦江. 机床与液压. 2003(02)
[9]ANSYS在求解轴承接触问题中的应用[J]. 王大力,孙立明,单服兵,徐浩. 轴承. 2002(09)
[10]固体润滑轴承在航天器中的应用[J]. 赵滨海,宋春磊. 轴承. 2001(08)
博士论文
[1]低温陶瓷轴承自润滑材料制备及其转移膜润滑机理分析[D]. 贾晓梅.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高速脉动重载滚动轴承工作特性仿真分析[D]. 彭波.哈尔滨工业大学 2007
[2]混合陶瓷角接触球轴承的有限元分析及其仿真初探[D]. 张海涛.天津大学 2006
[3]基于ANSYS的混合陶瓷球轴承接触分析与试验研究[D]. 张文轩.天津大学 2004
本文编号：2942394
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴承的有限元分析模型
a) 钢球和半空间体有限元 1/4 模型[29]b) 轴承有限元分析局部模型[30]图 1-1 轴承的有限元分析模型考虑固体润滑涂层的接触分析大都是以划痕仪为模型，分析探针与表面膜的接触。其分析模型如图 1-2 所示，划痕仪探针按形状分为尖形探针和圆形探针。尖形探针与涂层接触分析过程中，采用相对较小的集中点载荷，主要分析涂层内部应力分布和变形[31]。圆形探针与涂层接触分析过程中，可以分析固体润滑涂层对接触应力的影响。膜和基体的硬度比值影响膜的特性，硬度较大的涂层所受的最大应力值较高，可以承担部分应力，提高基体的承载能力[32]。
图 2-1 等离子体基离子注入示意图注入的固有特点外，还具有以下优点：加工的局限，实现全方位注入。由于在等离子体中，从而可从四面八方对工件在复杂形状工件上的应用问题。操作控制安全方便。由于离子注入可以可实现大面积注入，故效率颇高。另外地控制离子注入过程，操作方便。量生产。PBⅡ加工过程中，阴极是工件因此每个工件及其周围的等离子体鞘层等离子体基离子注入就可以实现批量生装置及夹具离子注入法在陶瓷平板和陶瓷球表面沉大学自行研制的 DLZ-01 型等离子体基图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒流润滑的现状和展望[J]. 王伟,刘焜. 摩擦学学报. 2008(06)
[2]关于Hertz点接触理论适用范围的探讨[J]. 吴飞科,罗继伟,张磊,王东峰. 轴承. 2007(05)
[3]增强型脉冲离子源镀制DLC薄膜拉曼光谱研究[J]. 陈朝平,朱昌,郭芮. 真空科学与技术学报. 2006(03)
[4]弹塑性流变模型在弹流脂润滑特性分析中的应用[J]. 王燕霜,杨伯原,苏冰,王黎钦. 摩擦学学报. 2005(02)
[5]Analysis of 3-D Frictional Contact Mechanics Problems by a Boundary Element Method[J]. KEUM Bangyong,刘轶军. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[6]PTFE固体润滑膜技术及其应用[J]. 杨中东,陈淑华,樊占国,薛向欣. 电镀与涂饰. 2003(05)
[7]固体润滑剂应用的研讨[J]. 胡黄卿. 机械研究与应用. 2003(03)
[8]混合陶瓷球轴承接触曲面及接触应力的三维有限元分析[J]. 徐强,任成祖,陈锦江. 机床与液压. 2003(02)
[9]ANSYS在求解轴承接触问题中的应用[J]. 王大力,孙立明,单服兵,徐浩. 轴承. 2002(09)
[10]固体润滑轴承在航天器中的应用[J]. 赵滨海,宋春磊. 轴承. 2001(08)
博士论文
[1]低温陶瓷轴承自润滑材料制备及其转移膜润滑机理分析[D]. 贾晓梅.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高速脉动重载滚动轴承工作特性仿真分析[D]. 彭波.哈尔滨工业大学 2007
[2]混合陶瓷角接触球轴承的有限元分析及其仿真初探[D]. 张海涛.天津大学 2006
[3]基于ANSYS的混合陶瓷球轴承接触分析与试验研究[D]. 张文轩.天津大学 2004
本文编号：2942394
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