滑動摩擦副激光微織構(gòu)自潤滑技術(shù)研究.pdf

1、滑動摩擦副被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械設(shè)備，其中，以應(yīng)用最為廣泛的滑動軸承為例，主要有三種潤滑方式:基于油潤滑、脂潤滑、固體潤滑等。但是，在低速、重載、高溫，潤滑油膜無法形成或極端惡劣的環(huán)境下，滑動軸承常采用固體潤滑方式。針對大型機(jī)械設(shè)備，固體自潤滑滑動軸承已在工程機(jī)械、航空航天裝備、軌道交通等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為此，本文將激光表面微織構(gòu)技術(shù)與固體潤滑相結(jié)合，針對軸承鋼(GCr15)材料，使用ABAQUS有限元法，分析摩擦副織構(gòu)表面接觸區(qū)域應(yīng)

2、力及分布規(guī)律，對微織構(gòu)表面固體潤滑性能開展系統(tǒng)試驗研究。
　　 首先，利用ABAQUS有限元模擬軟件對軸承鋼(GCr15)材料表面微凹坑織構(gòu)接觸區(qū)域進(jìn)行力學(xué)性能分析，揭示了微凹坑的直徑、深度對接觸應(yīng)力大小的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，在微凹坑應(yīng)力接觸的敏感區(qū)域，直徑和深度的變化對集中典型應(yīng)力大小有直接影響，指出了當(dāng)深度為18μm、直徑為80μm-100μm時，凹坑邊緣的應(yīng)力值較小。
　　 其次，本文對激光微織構(gòu)工藝進(jìn)行了研究

3、。揭示了泵浦電流、脈沖累積次數(shù)、激光頭到工件表面垂直距離以及表面涂層等工藝參數(shù)對微凹坑形貌的幾何參數(shù)與加工質(zhì)量的影響規(guī)律，通過WYKO—NT1100型表面三維形貌儀測量了微織構(gòu)的幾何形貌。結(jié)果表明，微凹坑的直徑和深度均隨著泵浦電流的增大而增大;隨脈沖累積次數(shù)增加，微凹坑的直徑幾乎保持不變，深度呈增大趨勢;當(dāng)激光頭到工件表面垂直距離為1mm、涂層為黑漆與水玻璃按照質(zhì)量比50％混合時，試樣表面可加工出較好的微凹坑幾何形貌。
　　 再

4、次，本文對軸承鋼(GCr15)微織構(gòu)表面進(jìn)行了五種填充工藝試驗研究。采用WYKO—NT1100型表面三維形貌測量儀分別對填充后的形貌進(jìn)行了觀測分析，最后通過MMW—1A型萬能摩擦磨損試驗機(jī)研究了不同工況復(fù)合固體潤滑劑配方的比例。結(jié)果表明，通過比較單個微凹坑的填充率和織構(gòu)面微凹坑數(shù)的填充率，針對單一固體潤滑劑，采用“滾壓法”的填充效果較好;針對復(fù)合潤滑劑，以“熱壓成型法”和“冷壓粘結(jié)法”的填充效果較佳，當(dāng)PI所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％時，可取得