水环境用滚动轴承表面减摩、耐磨薄膜制备及性能研究
发布时间：2021-12-23 19:39
滚动轴承是机械传动系统的核心基础零部件,对高端装备的可靠性和使用寿命至关重要。在水环境下,由于水的粘度低,形成水膜厚度小,导致水膜承载能力低,易发生非流体摩擦工况,这将加速滚动轴承的摩擦磨损,造成滚动轴承材料的过早失效。为提高水环境用滚动轴承材料的减摩、耐磨性能,本文设计并搭建了一台水环境摩擦磨损试验机,利用该试验机对ta-C、Cr-DLC、CrN以及CrAlN薄膜的水环境摩擦学性能展开了重点研究和优选,对优选出的CrN薄膜,又进行了低温制备条件下镀膜工艺参数的优化,并得到在水环境下表现出最佳摩擦学性能的CrN薄膜低温制备工艺,主要结论如下:本文依据滚动轴承工况参数,确定了水环境摩擦磨损试验机的设计参数要求。然后,根据参数要求,使用SoildWorks三维设计软件建立了试验机模型,并通过Ansys有限元分析软件对试验机模型的关键零部件进行仿真分析与优化,完成了试验机的设计。最后,按照试验机设计图纸搭建试验机,搭建完成后,对其进行标定和一系列验证实验。经验证可知,试验机运行良好,测试准确,重现性好,满足设计精度和要求,可实现在水环境下多种摩擦配副形式的摩擦磨损试验。利用多功能离子镀膜沉积...
【文章来源】：中国农业机械化科学研究院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２水环境摩擦磨损试验机三维模型??１３??
中国农业机械化科学研究院硕士学位论文?第二章水环境摩擦磨损２．２．１主轴及驱动系统设计??主轴及驱动系统包括主轴、主轴箱、主轴轴承、交流伺服电机和转速皮带模型如图２－３所示。由于试验机的转速范围要求较宽，故选择了松下ＭＨＭＥ１５电机，该电机可无极调速，高速时速度精度为±１％。电机与主轴之间的转速传动，要求具有较高的传动精度，故选用圆弧齿同步带传动。所以在主轴和交流分别装有特制的从动、主动圆弧齿形带轮，并通过圆弧齿同步带把交流伺服电轴上，交流伺服电机由交流伺服调速系统控制，以此对主轴进行无级调速。??
２．２．１主轴及驱动系统设计??主轴及驱动系统包括主轴、主轴箱、主轴轴承、交流伺服电机和转速皮带传动机构，其三维??模型如图２－３所示。由于试验机的转速范围要求较宽，故选择了松下ＭＨＭＥ１５２Ｇ１Ｇ型交流伺服??电机，该电机可无极调速，高速时速度精度为±１％。电机与主轴之间的转速传动系统属于增速传??动，要求具有较高的传动精度，故选用圆弧齿同步带传动。所以在主轴和交流伺服电机轴端上，??分别装有特制的从动、主动圆弧齿形带轮，并通过圆弧齿同步带把交流伺服电机的力矩传递到主??轴上，交流伺服电机由交流伺服调速系统控制，以此对主轴进行无级调速。??ｇ??图２－３水环境摩擦磨损试验机主轴及驱动系统三维模型??主轴采用双相不锈钢２５０７加工而成，该材料耐腐蚀性能好（耐酸碱），加工精度高，机械性??能可靠。同时，为提高主轴使用的可靠性及使用寿命，主轴外圆及安装摩擦副夹具的内锥孔均喷??涂氮化硅材料，然后精加工，使材料的耐磨、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温以及硬度等性能得到很大??提升
【参考文献】：
期刊论文
[1]氩气氛环境下真空阴极弧制备ta-C涂层电弧电流效应[J]. 胡健,田修波,刘宏也,巩春志. 真空. 2018(04)
[2]水润滑高碳铬不锈钢轴承套圈钝化及去氢处理工艺[J]. 赵圣卿,叶健熠,陈原,段欣生. 轴承. 2018(04)
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[7]高速精密水润滑电主轴关键技术研究进展[J]. 蒋书运,张少文. 机械设计与制造工程. 2016(05)
[8]基于ARM微处理器的气动变载荷摩擦磨损试验机测控系统[J]. 刘福才,徐文丽,侯甜甜,王加春. 计量学报. 2016 (02)
[9]表面织构对水润滑径向滑动轴承湍流特性的影响[J]. 彭龙龙,汪久根,彭娟娟,洪玉芳. 润滑与密封. 2016(02)
[10]重载荷往复式摩擦磨损试验机[J]. 张逸青. 轴承. 2016(02)
博士论文
[1]高速重载轴承长寿命薄膜的低温制备与性能研究[D]. 李振东.中国农业机械化科学研究院 2017
[2]类金刚石薄膜在水环境中的磨损行为研究[D]. 张腾飞.西南交通大学 2016
[3]碳/氮基薄膜结构、力学性能及水环境中摩擦与腐蚀特性研究[D]. 王谦之.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]电弧离子镀CrN膜层制备及性能研究[D]. 黄儒明.昆明理工大学 2017
[2]硬质合金表面构筑类金刚石碳膜及其水环境摩擦学性能[D]. 刘正兵.江西理工大学 2017
[3]Cr-B-C-N薄膜结构及其在水环境中的摩擦和电化学特性研究[D]. 马强.南京航空航天大学 2017
[4]金属掺杂构筑复合类金刚石碳膜及其摩擦学性能[D]. 刘龙.江西理工大学 2016
[5]用于水环境下的CrSiN纳米复合薄膜结构与性能研究[D]. 王海新.兰州交通大学 2014
[6]碳氮基薄膜在不同水环境中的摩擦学特性研究[D]. 李艳霞.南京航空航天大学 2011
[7]N+注入SiC陶瓷的表面结构及水润滑摩擦学特性研究[D]. 袁英光.南京航空航天大学 2008
[8]水润滑复合橡胶轴承摩擦学性能研究[D]. 余江波.重庆大学 2002
本文编号：3549068
【文章来源】：中国农业机械化科学研究院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２水环境摩擦磨损试验机三维模型??１３??
中国农业机械化科学研究院硕士学位论文?第二章水环境摩擦磨损２．２．１主轴及驱动系统设计??主轴及驱动系统包括主轴、主轴箱、主轴轴承、交流伺服电机和转速皮带模型如图２－３所示。由于试验机的转速范围要求较宽，故选择了松下ＭＨＭＥ１５电机，该电机可无极调速，高速时速度精度为±１％。电机与主轴之间的转速传动，要求具有较高的传动精度，故选用圆弧齿同步带传动。所以在主轴和交流分别装有特制的从动、主动圆弧齿形带轮，并通过圆弧齿同步带把交流伺服电轴上，交流伺服电机由交流伺服调速系统控制，以此对主轴进行无级调速。??
２．２．１主轴及驱动系统设计??主轴及驱动系统包括主轴、主轴箱、主轴轴承、交流伺服电机和转速皮带传动机构，其三维??模型如图２－３所示。由于试验机的转速范围要求较宽，故选择了松下ＭＨＭＥ１５２Ｇ１Ｇ型交流伺服??电机，该电机可无极调速，高速时速度精度为±１％。电机与主轴之间的转速传动系统属于增速传??动，要求具有较高的传动精度，故选用圆弧齿同步带传动。所以在主轴和交流伺服电机轴端上，??分别装有特制的从动、主动圆弧齿形带轮，并通过圆弧齿同步带把交流伺服电机的力矩传递到主??轴上，交流伺服电机由交流伺服调速系统控制，以此对主轴进行无级调速。??ｇ??图２－３水环境摩擦磨损试验机主轴及驱动系统三维模型??主轴采用双相不锈钢２５０７加工而成，该材料耐腐蚀性能好（耐酸碱），加工精度高，机械性??能可靠。同时，为提高主轴使用的可靠性及使用寿命，主轴外圆及安装摩擦副夹具的内锥孔均喷??涂氮化硅材料，然后精加工，使材料的耐磨、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温以及硬度等性能得到很大??提升
【参考文献】：
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博士论文
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[3]碳/氮基薄膜结构、力学性能及水环境中摩擦与腐蚀特性研究[D]. 王谦之.南京航空航天大学 2013
硕士论文
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[2]硬质合金表面构筑类金刚石碳膜及其水环境摩擦学性能[D]. 刘正兵.江西理工大学 2017
[3]Cr-B-C-N薄膜结构及其在水环境中的摩擦和电化学特性研究[D]. 马强.南京航空航天大学 2017
[4]金属掺杂构筑复合类金刚石碳膜及其摩擦学性能[D]. 刘龙.江西理工大学 2016
[5]用于水环境下的CrSiN纳米复合薄膜结构与性能研究[D]. 王海新.兰州交通大学 2014
[6]碳氮基薄膜在不同水环境中的摩擦学特性研究[D]. 李艳霞.南京航空航天大学 2011
[7]N+注入SiC陶瓷的表面结构及水润滑摩擦学特性研究[D]. 袁英光.南京航空航天大学 2008
[8]水润滑复合橡胶轴承摩擦学性能研究[D]. 余江波.重庆大学 2002
本文编号：3549068
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