星载高频双通道旋转关节电接触材料的选择及摩擦学分析

发布时间：2020-05-10 16:53

【摘要】：航天旋转关节的使用能大幅度的简化整星的设计方案,而所需频段的设计需要采用接触式的设计方案,接触式的方案将会面临空间电接触材料选择的问题,合理的电接触材料选择不仅能提高旋转关节使用过程中电接触的可靠性,还能保证旋转关节的使用寿命,使其在满足电气性能指标的前提下能够降低材料的磨损率,减少磨屑的产生,延长关节的使用寿命。国外对此类关节禁运,国内对此类关节的研究尚属空白,此类关节的研发对于国内相应的频段的研发甚至未来的卫星组网都具有很大的现实意义。具体的研究如下:首先通过电接触理论以及摩擦学理论的基本原理,选出了三类空间电接触材料组成的摩擦副,这其中包括以粉末冶金工艺制备的复合材料铜基二硫化钼,以物理气相沉积工艺制备的镀银膜的银合金,以及以稀贵金属为主要成分的金合金和金银铜合金,将这三类材料通过机械加工成型,做成旋转关节内相应尺寸的器件,通过分别装入旋转关节来做摩擦寿命实验。其次根据相关的实验条件设计了对应的转动机构,在不影响材料摩擦性能的前提下设置了机构的最佳转动速度,并对摩擦过程中旋转关节的电气性能作出实时的监测,通过检测旋转关节相位的跳动情况来判断电接触的可靠性以及电接触材料的摩擦寿命。最后通过对摩擦实验后材料表面的测量以及摩擦前后材料质量的损耗,最终选择出了一组满足项目需求的摩擦副材料-金合金和金银铜合金,这组材料具备电接触可靠性高,摩擦寿命长,磨屑少等优点,能够完全满足在空间条件下的电气性能及寿命需求。同时根据相关的实验结果,能够从摩擦学理论的角度来解释这种材料能够满足项目需求的原因。
【图文】：

当镀膜被磨损掉并且剥离之用，但摩擦因数会有增加。摩擦副的组成据现实的工况对以上三种种材料进行两，金合金/AgCu10 镀银膜。型中，针对黄铜/AgCu10 镀银膜，选用 A择大曲率的球面，与盘为点接触，有利于对镀膜层产生破坏。同样，在金合金/AAgCu10 做盘。型中，选用的摩擦副为：AgCu10 镀银膜/合金金/金合金在航天精密滑环的电接触材料旋转关节的电触点材料的方案之一。中的位置如图 3.1：

图 4. 1 双通道旋转关节相位曲线一 图 4. 2 双通道旋转关节直路驻波曲线一图 4. 3 双通道旋转关节侧路驻波曲线一在关节开始摩擦实验后，用矢量网络分析仪对关节的相位波动做实时的监测，关节在电机的带动下以 110 转每分钟的转速持续转动，相位波动保持在正负 2 度以内，在转数到 20 万转的时候，关节相位曲线出现异常，使用万用表做通断测量，，发现关节在转动过程中出现断点，电接触可靠性无法保证。将关节拆卸之后，对内部的摩擦副进行观察，内部摩擦副磨损比较严重，尤其是
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM503.5

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本文编号：2657606