高精度陶瓷球的性能評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展，陶瓷球軸承作為機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)零部件，廣泛應(yīng)用于航空航天、精密機(jī)械、國(guó)防科技等領(lǐng)域。因此，對(duì)于高精度陶瓷球滾動(dòng)體的數(shù)量需求及質(zhì)量要求也越來(lái)越高。建立一個(gè)完善而有效的高精度陶瓷球質(zhì)量評(píng)價(jià)體系十分必要。
　　為進(jìn)一步研究高精度陶瓷球的性能評(píng)價(jià)方法，本文以氮化硅陶瓷球?yàn)檠芯繉?duì)象，主要在材料性能、幾何形狀精度及表面質(zhì)量三個(gè)方面深入研究了球體的質(zhì)量檢測(cè)方法，球體的摩擦磨損性能，及球體加工工藝與球體質(zhì)量的關(guān)系。

2、　　在陶瓷球檢測(cè)方法方面，重點(diǎn)研究球體振動(dòng)值檢測(cè)。采用BVT-1A球體振動(dòng)測(cè)量?jī)x，進(jìn)行試驗(yàn)研究分析，初步規(guī)定G5級(jí)Φ4.763的氮化硅陶瓷球低頻振動(dòng)值不大于13μm/s，高頻振動(dòng)值不大于16μm/s；當(dāng)表面存在缺陷時(shí)，振動(dòng)值會(huì)異常變大；波紋度主要影響高頻振動(dòng)值，圓度主要影響低頻振動(dòng)值，粗糙度值的影響可忽略不計(jì)，驗(yàn)證了通過(guò)振動(dòng)值分頻測(cè)量快速了解陶瓷球表面幾何質(zhì)量的可行性。
　　在陶瓷球的摩擦磨損性能方面，介紹了球軸承的摩擦來(lái)源以及其

3、失效形式，高精度球體研磨技術(shù)，并以雙自轉(zhuǎn)研磨技術(shù)為例進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；參照四球法，采用單因素實(shí)驗(yàn)分析壓力、轉(zhuǎn)速、磨料粒度、濃度對(duì)加工中陶瓷球摩擦系數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)高精度球體加工研磨盤的最佳轉(zhuǎn)速為5rpm-15rpm；磨料濃度不宜過(guò)高或過(guò)低，過(guò)低會(huì)導(dǎo)致粘著磨損，而濃度為4％wt和7%wt時(shí)，摩擦系數(shù)接近，磨損量基本都隨著磨料濃度的增大而增大；磨料粒度增大，摩擦系數(shù)也增大，為保證陶瓷球的表面質(zhì)量，盡量選用粒度小的磨料；研磨壓力不能過(guò)小，實(shí)驗(yàn)中載

4、荷小于100N時(shí)，摩擦系數(shù)不穩(wěn)定；而載荷過(guò)大、轉(zhuǎn)速過(guò)高，均會(huì)使陶瓷球表面在周期性載荷作用下出現(xiàn)疲勞磨損。
　　為了解陶瓷球的加工工藝對(duì)陶瓷球表面質(zhì)量的影響，研究了加工過(guò)程中研磨介質(zhì)和研磨參數(shù)對(duì)表面質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)相比于碳化硼磨粒，氧化鋁和碳化硅磨粒作用下的陶瓷球表面形狀精度更高；研磨壓力增大，球體表面粗糙度值增大，但幅度不明顯；研磨時(shí)間并不是越長(zhǎng)越好，需結(jié)合具體條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析得到；詳細(xì)介紹和分析了球體的表面缺陷，包括氣孔缺陷