含油/无油润滑下高温轴承表面氮化物涂层摩擦性能研究
发布时间：2021-03-04 07:42
随着航天空间技术事业的快速发展,固体润滑涂层对空间机构活动轴承满足长寿命、高可靠性、高精度的需求起到了重要的作用。空间机构低速环境下常采用球面关节滑动轴承,而中低速环境下也采用球轴承或滚子轴承。固体涂层主要在油脂等无法满足的苛刻工况条件下工作,同时也需要在温度、转速等工况处于正常范围时与油脂协同工作。本文便以滚动轴承与滑动轴承的表面润滑设计为背景,研究氮化物固体涂层在油润滑下的抗磨抗疲劳性能,以及在无油高温下的自润滑性能与承载能力,为变温变载等复杂服役工况的轴承表面润滑设计提供指导。首先,本文为完成滚动轴承表面氮化物涂层的油润滑性能测试,选用了某航天机构用高温角接触球轴承71910C,搭建了滚动轴承油润滑的试验系统。通过拟动力学理论计算,优选了球轴承的实验方案。利用完全弹流与弹性接触模型计算了轴承沟道接触区的涂层界面以及基体次表层的应力分布。最后通过油润滑测试系统完成了球轴承71910C的固液复合润滑实验,结合轴承接触区的涂层磨损情况分析判断了氮化物涂层的抗磨抗疲劳能力。为了研究涂层从非高温有油润滑到无油高温的综合性能,选用了同种型号轴承71910C,在高温实验台架上完成了球轴承表面氮...
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
关节轴承在航天机械中的应用[12]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-a)镀完膜后的关节轴承b)CrN涂层截面形貌[7]图1-2内圈表面镀Ag+CrN涂层后的关节轴承1.2国内外研究现状1.2.1固液复合润滑特性的理论研究改善固体润滑膜的应用是摩擦学和润滑发展的基本趋势。然而，A.Erdemir和C.Donnet指出，固体薄膜有寿命短，易氧化和退化且替换困难等缺点[13]。为了改善这一情况，现阶段最好的方法是将固体润滑剂和液体润滑剂进行复合使用，这种复合后的润滑称为固液复合润滑，这种方法可以使摩擦副获得更好的润滑效果，弥补单一润滑时出现的不足，以达到在极端条件下摩擦副正常运行的目的。固液复合润滑的相关理论主要在干摩擦或边界润滑领域进行了研究，研究内容都是复合润滑下的摩擦学行为，如磨损和摩擦系数。固液复合润滑下弹流润滑状态分析的研究却相对比较少。候昆[14]将在00p1.0GPa,T27C条件下的M50/TiN-M50/TiN镀膜接触副和M50-M50接触副测得的拖动曲线进行比较，如图1-3所示，研究了接触副润滑性能受固液复合润滑条件的影响。a)M50镀膜前后的不同速度下拖动曲线b)M50/TiN在不同速度下拖动曲线图1-3不同配副拖动系数测量[14]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-a)镀完膜后的关节轴承b)CrN涂层截面形貌[7]图1-2内圈表面镀Ag+CrN涂层后的关节轴承1.2国内外研究现状1.2.1固液复合润滑特性的理论研究改善固体润滑膜的应用是摩擦学和润滑发展的基本趋势。然而，A.Erdemir和C.Donnet指出，固体薄膜有寿命短，易氧化和退化且替换困难等缺点[13]。为了改善这一情况，现阶段最好的方法是将固体润滑剂和液体润滑剂进行复合使用，这种复合后的润滑称为固液复合润滑，这种方法可以使摩擦副获得更好的润滑效果，弥补单一润滑时出现的不足，以达到在极端条件下摩擦副正常运行的目的。固液复合润滑的相关理论主要在干摩擦或边界润滑领域进行了研究，研究内容都是复合润滑下的摩擦学行为，如磨损和摩擦系数。固液复合润滑下弹流润滑状态分析的研究却相对比较少。候昆[14]将在00p1.0GPa,T27C条件下的M50/TiN-M50/TiN镀膜接触副和M50-M50接触副测得的拖动曲线进行比较，如图1-3所示，研究了接触副润滑性能受固液复合润滑条件的影响。a)M50镀膜前后的不同速度下拖动曲线b)M50/TiN在不同速度下拖动曲线图1-3不同配副拖动系数测量[14]
【参考文献】：
期刊论文
[1]自润滑关节轴承温度场的有限元分析[J]. 常浩捷,陈锦江,王泽民,王哲,陈雄伟. 机床与液压. 2018(21)
[2]自润滑关节轴承接触应力分析[J]. 李英,李宝福,李如琰. 轴承. 2016(05)
[3]高超声速飞行器控制面热防护技术跟踪研究[J]. 王立研,王菁华,李军,杨炳尉,陈浩. 宇航材料工艺. 2016(01)
[4]高超声速飞行器热防护技术研究进展和趋势分析[J]. 王璐,王友利. 宇航材料工艺. 2016(01)
[5]MoS2/SiCH固液复合润滑体系摩擦学性能研究[J]. 王燕,伏彦龙,权鑫,姜栋,王德生,王琴琴,翁立军. 摩擦学学报. 2016(01)
[6]基于ABAQUS的关节轴承径向受载试验的热力耦合分析[J]. 霍亚军,尹忠慰,李虎林,曲艳峰. 轴承. 2015(01)
[7]DLC和CrN薄膜在油润滑下的摩擦性能[J]. 王顺花,尚伦霖,张广安,耿中荣,刘千喜. 宇航材料工艺. 2014(06)
[8]黏度、极性及配副因素在DLC薄膜固液复合设计中的影响[J]. 汤金柱,丁奇,胡丽天,秦宝锋. 摩擦学学报. 2014(02)
[9]航空发动机高温轴承用Cr4Mo4V钢升温注渗技术[J]. 马欣新,唐光泽,赵开礼. 国防制造技术. 2012(04)
[10]镀银膜轴承在油和脂润滑下的摩擦性能[J]. 曹萍,白越,张艳华,高庆嘉,吴宏圣. 润滑与密封. 2011(11)
博士论文
[1]高温环境圆锥滚子轴承的摩擦与固体膜润滑特性研究[D]. 张弛.哈尔滨工业大学 2018
[2]航空发动机主轴轴承动态性能和热弹流润滑状态耦合分析[D]. 史修江.哈尔滨工业大学 2018
硕士论文
[1]反作用飞轮用滚动轴承的动态特性分析[D]. 张志强.哈尔滨工业大学 2019
[2]固液复合条件下润滑油拖动特性测试与分析[D]. 候昆.哈尔滨工业大学 2016
[3]关节轴承协调接触模型与磨损寿命预测[D]. 方鑫.国防科学技术大学 2014
[4]复合摆动式关节轴承加速寿命试验机的研制及试验研究[D]. 李正国.河南科技大学 2014
本文编号：3062830
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
关节轴承在航天机械中的应用[12]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-a)镀完膜后的关节轴承b)CrN涂层截面形貌[7]图1-2内圈表面镀Ag+CrN涂层后的关节轴承1.2国内外研究现状1.2.1固液复合润滑特性的理论研究改善固体润滑膜的应用是摩擦学和润滑发展的基本趋势。然而，A.Erdemir和C.Donnet指出，固体薄膜有寿命短，易氧化和退化且替换困难等缺点[13]。为了改善这一情况，现阶段最好的方法是将固体润滑剂和液体润滑剂进行复合使用，这种复合后的润滑称为固液复合润滑，这种方法可以使摩擦副获得更好的润滑效果，弥补单一润滑时出现的不足，以达到在极端条件下摩擦副正常运行的目的。固液复合润滑的相关理论主要在干摩擦或边界润滑领域进行了研究，研究内容都是复合润滑下的摩擦学行为，如磨损和摩擦系数。固液复合润滑下弹流润滑状态分析的研究却相对比较少。候昆[14]将在00p1.0GPa,T27C条件下的M50/TiN-M50/TiN镀膜接触副和M50-M50接触副测得的拖动曲线进行比较，如图1-3所示，研究了接触副润滑性能受固液复合润滑条件的影响。a)M50镀膜前后的不同速度下拖动曲线b)M50/TiN在不同速度下拖动曲线图1-3不同配副拖动系数测量[14]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-a)镀完膜后的关节轴承b)CrN涂层截面形貌[7]图1-2内圈表面镀Ag+CrN涂层后的关节轴承1.2国内外研究现状1.2.1固液复合润滑特性的理论研究改善固体润滑膜的应用是摩擦学和润滑发展的基本趋势。然而，A.Erdemir和C.Donnet指出，固体薄膜有寿命短，易氧化和退化且替换困难等缺点[13]。为了改善这一情况，现阶段最好的方法是将固体润滑剂和液体润滑剂进行复合使用，这种复合后的润滑称为固液复合润滑，这种方法可以使摩擦副获得更好的润滑效果，弥补单一润滑时出现的不足，以达到在极端条件下摩擦副正常运行的目的。固液复合润滑的相关理论主要在干摩擦或边界润滑领域进行了研究，研究内容都是复合润滑下的摩擦学行为，如磨损和摩擦系数。固液复合润滑下弹流润滑状态分析的研究却相对比较少。候昆[14]将在00p1.0GPa,T27C条件下的M50/TiN-M50/TiN镀膜接触副和M50-M50接触副测得的拖动曲线进行比较，如图1-3所示，研究了接触副润滑性能受固液复合润滑条件的影响。a)M50镀膜前后的不同速度下拖动曲线b)M50/TiN在不同速度下拖动曲线图1-3不同配副拖动系数测量[14]
【参考文献】：
期刊论文
[1]自润滑关节轴承温度场的有限元分析[J]. 常浩捷,陈锦江,王泽民,王哲,陈雄伟. 机床与液压. 2018(21)
[2]自润滑关节轴承接触应力分析[J]. 李英,李宝福,李如琰. 轴承. 2016(05)
[3]高超声速飞行器控制面热防护技术跟踪研究[J]. 王立研,王菁华,李军,杨炳尉,陈浩. 宇航材料工艺. 2016(01)
[4]高超声速飞行器热防护技术研究进展和趋势分析[J]. 王璐,王友利. 宇航材料工艺. 2016(01)
[5]MoS2/SiCH固液复合润滑体系摩擦学性能研究[J]. 王燕,伏彦龙,权鑫,姜栋,王德生,王琴琴,翁立军. 摩擦学学报. 2016(01)
[6]基于ABAQUS的关节轴承径向受载试验的热力耦合分析[J]. 霍亚军,尹忠慰,李虎林,曲艳峰. 轴承. 2015(01)
[7]DLC和CrN薄膜在油润滑下的摩擦性能[J]. 王顺花,尚伦霖,张广安,耿中荣,刘千喜. 宇航材料工艺. 2014(06)
[8]黏度、极性及配副因素在DLC薄膜固液复合设计中的影响[J]. 汤金柱,丁奇,胡丽天,秦宝锋. 摩擦学学报. 2014(02)
[9]航空发动机高温轴承用Cr4Mo4V钢升温注渗技术[J]. 马欣新,唐光泽,赵开礼. 国防制造技术. 2012(04)
[10]镀银膜轴承在油和脂润滑下的摩擦性能[J]. 曹萍,白越,张艳华,高庆嘉,吴宏圣. 润滑与密封. 2011(11)
博士论文
[1]高温环境圆锥滚子轴承的摩擦与固体膜润滑特性研究[D]. 张弛.哈尔滨工业大学 2018
[2]航空发动机主轴轴承动态性能和热弹流润滑状态耦合分析[D]. 史修江.哈尔滨工业大学 2018
硕士论文
[1]反作用飞轮用滚动轴承的动态特性分析[D]. 张志强.哈尔滨工业大学 2019
[2]固液复合条件下润滑油拖动特性测试与分析[D]. 候昆.哈尔滨工业大学 2016
[3]关节轴承协调接触模型与磨损寿命预测[D]. 方鑫.国防科学技术大学 2014
[4]复合摆动式关节轴承加速寿命试验机的研制及试验研究[D]. 李正国.河南科技大学 2014
本文编号：3062830
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