基于统计学规律的普通滑动导轨磨损预测模型的研究

发布时间：2017-10-16 14:29

  本文关键词：基于统计学规律的普通滑动导轨磨损预测模型的研究

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【摘要】：普通滑动导轨接触表面在细观尺度上是两粗糙表面相接触。当两粗糙表面相互接触时，最先接触的是比较高的微凸体之间的接触，滑动导轨粗糙表面对导轨精度及摩擦磨损有很大的影响，所以滑动导轨磨损研究对提高导轨性能有重大意义。本文主要的内容有： 首先,采用Taylor Hobson粗糙度轮廓仪通过实验对滑动导轨试件进行表面形貌测量与数据的采集，从而获得滑动导轨试件的评定参数。再依据评定参数，利用统计学方法对导轨表面形貌进行形貌表征，建立了滑动导轨结合面的统计学接触模型：微凸体实际接触数量模型、实际接触面积模型及实际接触载荷模型。 然后,根据滑动导轨的摩擦磨损机理及其经典磨损模型，运用统计学原理构建了滑动导轨统计学的粘着磨损预测模型和磨粒磨损预测模型，从而为普通滑动导轨的基本磨损计算提供了一种预测公式。再运用商业数学软件Matlab分别对滑动导轨结合面接触模型及磨损预测模型进行了数字仿真计算。得出了滑动导轨表面真实接触微凸体数量、接触面积和接触载荷与基准间距之间的变化规律；滑动导轨粘着磨损预测模型与磨粒磨损预测模型中不同影响因素对粘着磨损量与磨粒磨损量的影响变化规律，为导轨的摩擦磨损研究提供了极大的帮助。 最后，运用MMU-10端面摩擦磨损试验机对滑动导轨试件进行磨损实验，通过实验获得了导轨磨损性能随载荷与速度之间的变化关系；并对磨损后的表面进行了形貌观测，，探讨了导轨面不同的磨损机理：实际导轨滑动过程中产生的磨损主要就是粘着磨损与磨粒磨损，通过对比数字仿真计算结果，可知建立的磨损预测模型能够达到预测的目的。
【关键词】：滑动导轨 参数表征 统计模型 粘着磨损 磨粒磨损
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117;TG502.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源9
• 1.2 课题的研究目的和意义9-10
• 1.2.1 课题的研究目的9-10
• 1.2.2 课题的研究意义10
• 1.3 普通滑动导轨摩擦磨损研究现状10-14
• 1.3.1 机床导轨的类型10-12
• 1.3.2 导轨的基本性能要求12-13
• 1.3.3 滑动导轨磨损的研究现状13-14
• 1.4 研究的主要内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 导轨的摩擦磨损及其变形机理16-24
• 2.1 摩擦学16-18
• 2.1.1 摩擦理论概述16-17
• 2.1.2 摩擦分类17-18
• 2.2 磨损18-21
• 2.2.1 磨损理论概述18
• 2.2.2 磨损失效过程18-19
• 2.2.3 磨损的分类19-21
• 2.3 导轨磨损的基本类型21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 滑动导轨结合面接触模型的建立24-36
• 3.1 导轨试件表面形貌测量与实验数据的采集24-28
• 3.1.1 系统结构与测量原理24-25
• 3.1.2 导轨试件表面形貌测量与实验数据采集25-27
• 3.1.3 滑动导轨表面的实际形貌观测27-28
• 3.2 滑动导轨结合面统计学模型的建立28-32
• 3.2.1 Hertz 接触模型28-29
• 3.2.2 滑动导轨表面形貌的统计学表征29-31
• 3.2.3 滑动导轨结合面统计学接触模型31-32
• 3.3 滑动导轨结合面接触模型数字仿真计算32-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 滑动导轨结合面磨损预测模型的建立36-52
• 4.1 滑动导轨结合面粘着磨损预测模型的建立36-44
• 4.1.1 粘着磨损建模的基本假设38
• 4.1.2 滑动导轨结合面粘着磨损预测模型38-40
• 4.1.3 滑动导轨粘着磨损预测模型的数字仿真计算40-44
• 4.2 滑动导轨结合面磨粒磨损预测模型的建立44-51
• 4.2.1 磨粒磨损的基本模型44-46
• 4.2.2 滑动导轨结合面磨粒磨损预测模型46-49
• 4.2.3 滑动导轨磨粒磨损预测模型的数字仿真计算49-51
• 4.3 滑动导轨结合面摩擦磨损预测模型51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 销盘式干摩擦滑动导轨试件磨损实验52-61
• 5.1 实验设备（MMU-10 端面摩擦磨损试验机）52-53
• 5.1.1 端面磨损实验机主要功能52
• 5.1.2 端面磨损实验机的主要技术参数52-53
• 5.2 导轨试件的磨损过程53-54
• 5.2.1 导轨试件材料的选择与实际尺寸53
• 5.2.2 磨损实验的安排53-54
• 5.3 摩擦磨损实验结果及分析54-60
• 5.3.1 导轨试件的摩擦磨损结果54-55
• 5.3.2 导轨试件表面形貌观测55-57
• 5.3.3 导轨试件的摩擦磨损结果分析57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 发表论文和科研情况说明66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

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本文编号：1043198