板带钢卷取机摩擦衬板的镶嵌式固体润滑材料研究

摘要

近三十年来，摩擦学的研究发生了明显的转变，即从润滑和润滑系统转向材料科学和技术的研究。由于现代工业技术的发展，许多机械的工况条件已经超越了润滑油脂的使用极限，这就促使人们去寻找新的润滑材料。固体润滑材料便应运而生。固体润滑材料能满足许多特殊工况条件下对润滑的要求，能适应复杂的工作环境，为机械零件设计的革命提供了很大的方便，同时还可以减少繁杂的润滑维修问题。但是，固体润滑现象是很复杂的。目前，学术界还没有权威的理论来解释它。只有运用物理、化学、机械和材料科学等多学科的综合知识来探索研究，才能掌握其相应的规律。 本文系统分析了各种固体润滑材料特性及镶嵌式固体润滑材料的特性及设计方法，根据板带钢卷取机卷筒的摩擦衬板的实际工况要求，确定了摩擦衬板的镶嵌固体润滑材料的种类及组分配比。 论文研制了多种固体润滑材料的不同组分配比的镶嵌式固体润滑摩擦衬板和模拟试验机，在实验室对各种镶嵌式固体润滑衬板进行了试验，测取各种试验数据。通过正交试验法对试验数据进行分析，得出了摩擦衬板的最佳镶嵌式固体润滑材料及镶嵌孔径。使用电子扫描显微镜对摩擦衬板和对磨偶件的磨损表面和磨屑形貌进行了观察和分析，总结出摩擦副的磨损规律。 试验结果表明，镶嵌固体润滑材料的锡青铜摩擦衬板的摩擦系数明显降低，并使其耐磨性提高2个数量级以上。而且，在试验中，没有发生严重的磨损失效现象发生。通过换算，模拟试验结果完全可以满足卷取机摩擦衬板使用寿命的要求。为下一步的工业试验提供了必要的依据。 本课题来源于本溪钢铁公司的冷轧钢板厂，不仅可以解决卷取机摩擦衬板的固体润滑问题，而且还可以将这项技术推广运用于其他重载低速往复运动工况下工作的机械设备上。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1本课题的来源、研究的目的及意义

1.2镶嵌式固体润滑技术概况

1.2.1镶嵌式固体润滑轴承的工作原理

1.2.2镶嵌式固体润滑轴承特性

1.2.3镶嵌式固体润滑技术的现状及应用

1.3机械零件的磨损失效

1.3.1机械零件磨损的主要形式

1.3.2机械零件干摩擦的磨损失效分析

1.4本课题的主要研究内容

1.5本章小结

第二章固体润滑及固体润滑材料

2.1固体润滑机理

2.1.1固体润滑膜

2.1.2固体润滑膜的性能

2.1.3固体干膜润滑机理

2.1.4金属基固体润滑机理

2.2固体润滑材料

2.2.1常用的固体润滑材料类型

2.2.2固体润滑材料的使用方法

2.2.3固体润滑材料的应用场合

2.2.4典型固体润滑材料的性能

2.3复合自润滑材料

2.3.1复合固体润滑材料的组成

2.3.2复合固体润滑材料的组成原则

2.3.3复合固体润滑材料的设计

2.3.4复合固体润滑材料磨损计算

2.4镶嵌型固体润滑材料

2.5本章小结

第三章试验方案及方法

3.1本试验所要研制的镶嵌式固体润滑摩擦衬板需具备的基本条件

3.2镶嵌式固体润滑摩擦衬板设计

3.3模拟磨损试验机的设计

3.4试验方法

3.4.1模拟磨损试验

3.4.1正交试验法

3.4.2磨损量的测量

3.4.3摩擦系数的测定

3.4.4磨损表面和磨屑的分析

3.5本章小结

第四章试验结果与分析

4.1 交试验安排

4.2正交试验的试验结果与分析

4.2.1磨损量数据分析

4.2.2摩擦系数f的级差分析

4.2.3 试验结果的综合分析

4.2.4镶嵌固体润滑剂的锡青铜的摩擦衬板与未镶嵌固体润滑剂的锡青铜的摩擦衬板的性能比较

4.2.5因素的水平变化对摩擦衬板性能指标影响的分析

4.3磨损表面和磨屑形貌的观察分析

4.4本章小结

第五章结论

致谢

参考文献