基于超声振动的运动表面摩擦特性的研究

发布时间：2021-11-10 22:12

　　在精密和超精密加工技术研究和发展的过程中,精密和超精密机床起了决定性的作用,然而当超精密机床在低速、重载的条件下工作时,出现的爬行等现象会造成超精密机床的低速不稳定运动,使得导轨运动不均匀,降低其定位精度和灵敏度,致使加工精度和加工工件表面质量下降。同时,摩擦磨损每年也造成大量的机床失效。在研究中发现降低摩擦副之间的动摩擦系数是减小爬行现象的负面影响的重要手段之一,而在摩擦副中加入超声振动,则是降低摩擦系数的极为有效的措施,这必将对解决超精密机床低速稳定性问题和减小摩擦磨损问题产生重要影响。所以本课题不仅有着重要的学术价值,而且还有着重要的社会价值。超声振动在切削加工中广泛应用于刀具和工件上,然而将超声技术应用于导轨的却未见报道,而且国内外学者在基于超声振动的动摩擦系数方面的研究的也较少。本课题通过从理论分析摩擦副表面的粗糙峰的实际接触情况,在GW模型的基础上,采用粗糙峰高度的指数概率密度函数,给出了摩擦副表面的期望接触面积和期望接触载荷。从粗糙峰粘附、粗糙峰犁沟、磨损残留微粒的犁沟等作用的角度入手,给出超声振动存在的条件下表面粗糙度值与动摩擦系数之间的关系。同时,设计了基于超声振动的... 

【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】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

摩擦表面接触模型

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文a1 a 2 aA = A = (1 β)A出c ca c aj jj jA AA A Aβ = =+—在犁沟中由于粗糙峰被压缩形成的接触面积；—由粗糙峰咬合形成的接触面积。触是纯弹性的，如图 2-2 a)所示，则 β = 0.5；如果接2 b)所示，则 β = 1。因为实际接触条件通常是混合形式间，实际的数值还要通过实验来确定。一旦β 确定，则)和式(2-13)加以确定。

c) H1<H2图 2-3 材料硬度和磨损微粒压入深度的关系面积时使得 d =0是合理的。当假设微粒完全陷入到软材料中(材料“1”)，此时微粒和软材料表面之间的平均接触面积为2d11π2A = D(2-41由垂直方向的力平衡以及硬度的定义，在微粒和硬材料表面之间的平均接触面积为1d 2 d12HAH= A (2-42式中 ——软材料的硬度；1H——硬材料的硬度。2H由式(2-34)可以看出，当两种材料的硬度相等时，微粒和上下表面的接触面积相等，如图 2-3a)；而一种材料的硬度远大于另一种时，d2A 接近于 0，如图 2-3b)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]超声波的减摩特性[J]. 彭太江,杨树臣,杨志刚,程光明,曾平,张德君.  吉林大学学报(工学版). 2006(S2)
[2]摩擦与摩擦系数的分析[J]. 贾毅朝.  运城学院学报. 2006(02)
[3]超声振动对摩擦系数影响的试验研究[J]. 常颖,彭太江,阚君武,杨志刚,吴博达.  压电与声光. 2003(06)
[4]机床导轨爬行问题的研究[J]. 陈国华.  机械制造与自动化. 2003(03)
[5]纳米科技及其发展前景[J]. 白春礼.  微纳电子技术. 2002(01)
[6]液压爬行的原因及预防[J]. 吴丽学,齐志强.  唐山高等专科学校学报. 2001(02)
[7]液压爬行故障及预防[J]. 寇国强.  专用汽车. 2000(01)
[8]超声振动对摩擦力的影响[J]. 黄明军,周铁英,巫庆华.  声学学报. 2000(02)
[9]摩擦学中运动均匀系数临界值及阻尼比的探讨[J]. 杨小兰,刘极峰.  机床与液压. 2000(01)
[10]超精密加工机床的关键部件技术[J]. 盖玉先,董申.  制造技术与机床. 2000(01)



本文编号：3488035