编织衬垫自润滑关节轴承性能评估

摘要

自润滑关节轴承是在内、外圈之间镶嵌或粘结一层自润滑衬垫层，用衬垫层与内圈钢的摩擦来代替内外圈直接的钢与钢摩擦，从而实现其在航空航天、铁路机械等领域自润滑等方面的要求；其主要失效形式是磨损，磨损使关节轴承内外圈配合间隙增大；也会出现衬垫粘结不牢而脱落，导致摩擦系数升高，失去自润滑功能；而当关节轴承套圈承受重载时，套圈会产生较大变形，出现关节轴承套圈破裂的失效现象。因此，开展关节轴承粘结质量、摩擦学性能及其承载性能的研究，对提高关节轴承的使用性能，延长使用寿命有着十分重要的意义。本文以PTFE/芳纶纤维衬垫自润滑关节轴承为研究对象，对不同前处理方法及不同粘结剂制备的轴承进行剥离强度测试和摩擦学性能试验，研究了不同前处理方法、不同粘结剂及摆动条件对关节轴承粘结质量、摩擦学性能的影响，并分析了自润滑关节轴承的等效应力分布、承载变形分布规律。主要研究工作如下：
　　通过对不同前处理方法及不同粘结剂的关节轴承进行衬垫剥离试验，分析了衬垫剥离强度的影响因素规律。对不同前处理方法及不同粘结剂的轴承进行了不同摆动频率和不同摆动方式的摩擦学性能试验，探讨了前处理方法、粘结剂及摆动条件等因素对自润滑关节轴承摩擦系数、磨损量及摩擦温度的影响。确立了最佳的前处理方法和粘结剂类型。并对比了国内外同型号关节轴承的粘结质量以及摩擦学性能，对现有国内关节轴承进行了评价。
　　采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对不同前处理及不同粘结剂关节轴承自润滑衬垫磨损表面进行了微观形貌分析，探讨了前处理方法、粘结剂及摆动条件等因素对自润滑衬垫磨损机理的影响。研究结果对进一步改善自润滑关节轴承粘结工艺以及其摩擦学性能具有一定的参考价值。
　　利用 ANSYS有限元软件分析了编织衬垫关节轴承等效应力分布状态，得到了关节轴承最大等效应力以及最大位移变形；并用试验结果验证了数值模拟承载变形的正确性和准确性。数值分析结合实际试验验证，为自润滑关节轴承配副摩擦学性能与摩擦磨损机制转变提供了可靠依据。

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2国内外自润滑关节轴承性能的研究现状

1.3课题的提出及意义

1.4课题的研究内容

第2章 试验设备及研究方法

2.1试验设备

2.2试验材料

2.3试验方法

2.4微观分析

2.5本章小结

第3章 自润滑关节轴承粘结性能分析

3.1前处理工艺对自润滑关节轴承粘结性能的影响

3.2粘结剂对自润滑关节轴承粘结性能的影响

3.3国内外同型号自润滑关节轴承粘结性能对比

3.4本章小结

第4章 自润滑关节轴承承载性能分析

4.1自润滑关节轴承承载性能有限元分析

4.2国内外同型号自润滑关节轴承承载性能试验分析

4.3理论计算与试验结果对比分析

4.4本章小结

第5章 自润滑关节轴承摩擦学性能分析

5.1旋转摆动条件下自润滑关节轴承摩擦学性能分析

5.2倾斜摆动条件下自润滑关节轴承摩擦学性能分析

5.3国内外同型号自润滑关节轴承摩擦学性能对比

5.4本章小结

第6章 自润滑关节轴承的磨损机理分析

6.1不同前处理工艺自润滑关节轴承磨损机理分析

6.2不同粘结剂自润滑关节轴承磨损机理分析

6.3国内外同型号自润滑关节轴承磨损机理分析

6.4本章小结

第7章 结论与展望

7.1研究结论

7.2进一步展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果