二硫化钼涂层摩擦学性能及其在TBA轴承上的应用

发布时间：2020-06-03 14:21

【摘要】：随着航空航天技术的大力发展,对服役于其中的重要零部件的性能要求日益增加,而滚动轴承作为广泛应用于航空航天的一种重要的传动部件,其运转性能和寿命直接影响航空航天系统的正常运行及服役寿命。随着滚动轴承工况复杂性的增加,有必要对滚动轴承表面的摩擦学性能进行润滑改性研究。本文在重庆大学中央高校重大项目“航天轴承组件界面性能失效机理及调控方法研究”(项目编号106112016CDJZR288805)以及上海市空间飞行器机构重点实验室开放课题的资助下,以二硫化钼(MoS_2)涂层为研究对象,对其在常温和高温环境下的摩擦学性能进行试验研究,并将MoS_2涂层应用在TBA(Trundle Bearing Assembly)轴承表面,进一步研究了MoS_2涂层对TBA轴承接触性能以及寿命的影响,本文的主要研究工作如下:首先,通过常温下的球-盘旋转摩擦试验,对基于GCr15轴承钢的MoS_2涂层在不同含量、转速和载荷条件下的摩擦学性能及其摩擦磨损机制进行了研究,试验结果表明:在一定范围内,MoS_2涂层摩擦学性能最佳的含量比为35 wt.%,随着法向载荷的增大,MoS_2涂层的摩擦系数逐渐减小,磨损宽度和深度逐渐增大;随着转速的增加,MoS_2涂层摩擦系数逐渐降低,磨损宽度和深度也逐渐减小。然后,基于常温下得到摩擦学性能最佳的MoS_2涂层含量,通过球-盘旋转摩擦试验,研究MoS_2涂层在高温下的摩擦学性能,并对涂层磨损表面的形貌和化学成分组成进行了光学和电镜扫描、拉曼光谱分析、EDS和XRD表征,从而探究MoS_2涂层在高温下的摩擦磨损机理。试验结果表明:MoS_2涂层的摩擦学性能存在一个转变温度(350℃),在转变温度以上涂层的主要失效模式为氧化失效,摩擦系数和磨损宽度的随温度升高而增大;在转变温度以下,MoS_2的摩擦系数和磨损宽度的随温度升高而降低,在给定转速和载荷范围内,MoS_2涂层的摩擦学性能存在一个转变转速(1000 rpm),随着转速增大,MoS_2涂层的摩擦系数和磨损宽度先降低后增大,载荷的增大能够促进MoS_2转移膜形成并提高MoS_2涂层的摩擦学性能。进一步,将MoS_2涂层应用于TBA轴承,设计了涂覆MoS_2涂层的TBA轴承等效加速寿命试验,试验结果表明:中低速的轴承转速有利于TBA轴承实际工作;轴承转速过快时,润滑膜脱落较快、较分散,轴承振动较大、寿命较短;轴承转速较慢时,润滑膜脱落较慢、较集中,轴承振动较小、寿命较长。最后,将MoS_2涂层应用于TBA轴承表面,采用ADAMS软件进行动力学分析,研究了MoS_2涂层以及不同工况对TBA轴承接触性能的影响。仿真结果表明:MoS_2涂层的应用可以改善TBA轴承的接触性能;在给定的载荷和转速范围内,与随动工况相比,驱动工况下TBA轴承滚子的振动更小、功耗更大。
【图文】：

磨损痕迹,滚子,组件

等人[2]在其技术论文中对空间站承的润滑性能方面滚动轴承比统固体润滑剂任然有着很多方产生“尖端摩擦”现象的结构等人[25]在其 ASTM 轴承会议报能阿尔法旋转接头 SARJ 邻近则的伺服随动误差，经舱外检磨损，如图 1.1 所示，45°内导子破坏的原因是由于不对中引生“尖端接触”现象，从而产员采用了“脂润滑 SARJ 导轨内进行了 TBA 组件滚子加速疲接触摩擦力及摩擦力矩，减轻

多功能,涂层,仪器集成,摩擦学特性

一种具有优良润滑性能的固体润滑钼涂层因为其不同的加工方式、含本章将工程机械中常用的 GCr15 轴力喷涂加工工艺。在常温环境下，，通量、速度以及载荷对二硫化钼涂层的器司生产的 MFT-5000 型多功能摩擦磨试验，如图 2.1 所示，该仪器集成了在对多种材料、薄膜、涂层、块体材力学、摩擦学特性进行测试并实时如下：速度范围为 0.1-3000 rpm，最温度范围为室温到 1000 ℃。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V229.2

【参考文献】