磨损过程中的磨粒表面和磨损表面特征及其相互关系研究

发布时间：2020-04-13 22:46

【摘要】：磨损状态的确定以及磨损过程中的磨损机理的判定都依赖于对摩擦副表面形貌和磨损过程中生成的磨粒的分析研究。对正在运行的机器设备,磨粒比较容易获得,但磨损表面形貌往往无法直接获取,因此,研究磨损表面与磨粒表面之间的相互关系具有重要的意义。本文针对现今摩擦学测试手段的不足,开发了基于激光共焦扫描显微镜和图像处理技术的三维表面数字化描述的新方法,运用该方法能够获得精确的磨粒和磨损表面的三维表面形貌,然后用小波理论分离磨损表面和磨粒表面的表面粗糙度、波纹度和形状误差,并用计算机图像分析技术来获得磨粒的二维特征参数以及磨粒和磨损表面的三维表面特征参数,进而开展摩擦副系统中磨粒表面和磨损表面的研究。在此基础上以矿山和港口机械为研究背景,针对这类机械的运行环境,在摩擦磨损试验机上模拟这类机械摩擦副中广泛存在的滑动磨损形式,考察污染物、高温、润滑状况等因素影响下的磨损过程,综合运用开发的三维表面数字化描述方法、铁谱、磨粒分析仪、激光共焦扫描显微镜等技术和手段,研究磨损进程中磨损颗粒和磨损表面的变化情况及其相互关系, 深入探讨磨损机理。对于矿山和港口机械,一些硬颗粒如二氧化硅和低硬度颗粒污染物不可避免地存在于这些机械的润滑系统中。在销盘磨损试验机上通过模拟试验研究了高硬度的二氧化硅颗粒和低硬度的铁粉颗粒存在润滑油中时的滑动磨损过程, 分析了不同磨损阶段中的磨损表面和磨粒表面特征,探讨了二氧化硅颗粒和铁粉颗粒的单独作用和协同效应;研究了当污染物颗粒存在于润滑油中时,润滑油温度对滑动磨损过程的影响,结果表明,温度严重影响着粘着和氧化磨损发生的概率和程度,这充分说明外来污染物在磨损过程中起着重要作用。可以相信从这些研究中获取的知识将有助于加深理解高温且污染物存在于润滑系统中
【图文】：

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通过测试记录软件，记录每时刻的摩擦力、转速、摩擦力矩、摩擦系数等。试验运行时，下面的盘试样在油盒中处于静止状态，上面的销试样或球试样的支撑盘在电机的驱动下转动带动销试样或球试样在盘试样上滑动。图2一2()a所示是试验机的外观示意图。图2一2(b)所示是润滑状态下的球一盘摩擦副运行时的情况。

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武汉理工大学博士学位论文仪采用的激光颗粒计数器同时对11个尺寸范围(见图2一3(b))的磨粒进行计数[58〕。csl磨粒分析仪的外观及结果分别如图2一3()a和图2一3(b)所示。()a(b)图2一3CSI磨粒分析仪及其所获得的结果:()acsl磨粒分析仪;(b)试验结果2.3.2铁谱技术(Ferrogr即勿)铁谱分析技术是20世纪70年代出现的一种应用于摩擦学领域中的磨损颗粒分析新技术。它利用高梯度磁场的作用将机器摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油中分离出来，并使其按尺寸大小依次沉积在一基片上制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或其它电子显微镜下进行观察;或通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息[7]。由于它可以直接观察油液中颗粒的尺寸、几何形貌、颜色、数量及分布状态等，所以它一问世就受到了广泛的关注。多年来的工业应用表明，，铁谱技术具有以下基本特点。()l具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率，它对从几微米到几百微米甚至毫米级的磨粒都有满意的检测效果;(2)能同时进行磨粒的定性与定量分析，其定性观察主要是磨粒的形态、尺寸、颜色、表面特征等，定量分析包括测量磨粒量、磨损烈度、磨粒材质成分等
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH117.1

【引证文献】