面接触多体界面摩擦和噪声特性研究

发布时间：2017-09-30 05:13

  本文关键词：面接触多体界面摩擦和噪声特性研究

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【摘要】：面接触摩擦副广泛存在于工程应用中的多种场合,如机床导轨、关节轴承等。在摩擦副的使用寿命期限内,由于磨屑的形成或外部杂质颗粒的侵入,摩擦副的摩擦界面可能会由二体摩擦界面转化为三体摩擦界面。界面间第三体的粒度、数量等对摩擦副的摩擦学性能影响异常复杂,国内外学者对此进行了广泛的研究。 本文为研究多体摩擦界面的摩擦学特性,探索第三体颗粒在摩擦界面间的作用过程和颗粒物质性质在三体摩擦过程中的体现,搭建小型面接触摩擦测试系统进行试验。该测试系统基于UNIPOL-810型研磨抛光机改造,保留其起加工作用的面接触运动形式。重新设计其支架部分,加装拉压力传感器和声级计,设计并调试数据采集电路,使其能够实时测量界面间的摩擦力和噪声变化。利用测试系统进行两大组试验,分别研究二体摩擦向三体摩擦的转化过程(简称转化摩擦过程)和纯粹的三体摩擦过程的界面摩擦特性。为研究转化摩擦过程,利用砂纸与304不锈钢片设计试验,探索砂纸上磨粒粒径、载荷和摩擦界面相对运动速度等因素对摩擦过程中界面摩擦特性和噪声特性的影响；为研究三体摩擦过程,将第三体颗粒以悬浮液的方式添加到铸铁与304不锈钢片组成的摩擦副之间进行试验,分别研究颗粒粒径、载荷、摩擦界面相对运动速度和悬浮液浓度对三体界面摩擦特性的影响。试验结果表明：对转化摩擦过程试验,几乎所有试验条件下界面间的摩擦力均呈先迅速减小又逐渐增大后趋于稳定的趋势,随着砂纸上磨粒粒径、载荷和转速的增大,界面间稳定时的摩擦力近乎呈逐渐增大的趋势；而对三体摩擦过程试验,界面间的摩擦力基本稳定,且随着磨粒粒径的增大或载荷的减小,界面间的摩擦力逐渐减小。对转化摩擦过程试验,噪声呈现逐渐下降后又稳定的趋势,随磨粒粒径和转速的减小,稳定时噪声级逐渐增大,而载荷对试验过程中噪声的影响相对较小。对三体摩擦过程,当悬浮液浓度最小时,界面间的摩擦力最大；当超过某一临界值时,浓度对摩擦力的影响变小,这说明摩擦界面间可能有颗粒流润滑状态的存在。
【关键词】：摩擦界面 第三体 摩擦特性 噪声 颗粒流润滑
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 概述14-15
• 1.2 三体摩擦界面15-20
• 1.2.1 三体磨粒磨损15-17
• 1.2.2 研磨抛光加工17-20
• 1.3 第三体颗粒与颗粒物质20-22
• 1.3.1 颗粒物质性质20-21
• 1.3.2 颗粒流润滑21-22
• 1.4 国内外研究现状评述22-23
• 1.5 本文研究内容23-24
• 第二章 面接触摩擦测试系统研制24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 测试系统原理24-25
• 2.3 测试系统搭建25-30
• 2.3.1 机械部分设计25-27
• 2.3.2 数据采集部分设计27-28
• 2.3.3 采集软件28-30
• 2.4 传感器标定及系统性能参数30-31
• 2.5 数据处理方法31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 二体/三体摩擦界面特性研究33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 试验方案与操作步骤33-36
• 3.2.1 试件及其粘贴方法33-34
• 3.2.2 砂纸装夹34
• 3.2.3 试验方案34-35
• 3.2.4 其他试验仪器35-36
• 3.3 磨粒粒径对摩擦界面特性的影响36-41
• 3.3.1 粒径对界面间摩擦力的影响36-38
• 3.3.2 粒径对界面间噪声的影响38-39
• 3.3.3 粒径对试件表面粗糙度和磨损量的影响39-41
• 3.4 载荷对摩擦界面特性的影响41-44
• 3.4.1 载荷对界面间摩擦力的影响41-42
• 3.4.2 载荷对界面间噪声的影响42-43
• 3.4.3 载荷对试件表面粗糙度和磨损量的影响43-44
• 3.5 研磨盘转速对摩擦界面间特性的影响44-48
• 3.5.1 研磨盘转速对界面间摩擦力的影响44-46
• 3.5.2 研磨盘转速对界面间噪声的影响46-47
• 3.5.3 研磨盘转速对试件表面粗糙度和磨损量的影响47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 三体摩擦界面摩擦特性研究49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 试验方案49-51
• 4.2.1 三体摩擦介质的配制49-50
• 4.2.2 三体摩擦介质的添加50-51
• 4.3 磨粒粒径对界面摩擦特性的影响51-52
• 4.3.1 粒径对界面间摩擦力的影响51
• 4.3.2 粒径对试件表面粗糙度和磨损量的影响51-52
• 4.4 载荷对界面摩擦特性的影响52-54
• 4.4.1 载荷对界面间摩擦力的影响52-53
• 4.4.2 载荷对试件表面粗糙度和磨损量的影响53-54
• 4.5 转速对界面摩擦特性的影响54-55
• 4.5.1 转速对界面间摩擦力的影响54
• 4.5.2 转速对试件表面粗糙度和磨损量的影响54-55
• 4.6 三体摩擦介质浓度对界面摩擦特性的影响55-56
• 4.6.1 三体摩擦介质浓度对界面间摩擦力的影响55-56
• 4.6.2 三体摩擦介质浓度对试件表面粗糙度和磨损量的影响56
• 4.7 本章小结56-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：946323