滲碳20CrMnTi鋼的滾滑摩擦疲勞失效機(jī)理研究.pdf

1、采煤機(jī)截割部的傳動(dòng)齒輪是采煤機(jī)中承受低速重載、沖擊振動(dòng)的重要部件，是采煤機(jī)最容易產(chǎn)生故障的部位，常用材料為20CrMnTi鋼。因此，有必要開展低速重載工況下滲碳20CrMnTi鋼的滾滑摩擦疲勞失效機(jī)理研究。
　　本文根據(jù)實(shí)際工況簡化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⒂?jì)算確定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，選用滲碳20CrMnTi鋼摩擦副在M-2000A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上，并結(jié)合實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察磨損形貌和在線監(jiān)測溫度兩種手段，開展不同相對滑動(dòng)率、不同齒面粗糙度、不同粘度的潤滑介質(zhì)和不

2、同潤滑工況下滲碳20CrMnTi鋼的滾滑摩擦疲勞失效機(jī)理研究，獲得了以下主要結(jié)論：
　　(1)隨著相對滑動(dòng)率ξ的增大，滲碳20CrMnTi鋼摩擦疲勞損傷越來越嚴(yán)重，且摩擦疲勞機(jī)制發(fā)生改變。相對滑動(dòng)率較低時(shí)，主要機(jī)制是滑動(dòng)磨損、黏著磨損及摩擦疲勞的正向效應(yīng)，黏著磨損占主導(dǎo)優(yōu)勢；當(dāng)相對滑動(dòng)率較大時(shí)，主要機(jī)制是滑動(dòng)磨損和摩擦疲勞的負(fù)向效應(yīng)；摩擦副在干摩擦下疲勞損傷比油潤滑下嚴(yán)重，干摩擦下摩擦系數(shù)、磨損量比油潤滑下大2個(gè)數(shù)量級。
　

3、　(2)干摩擦下隨著表面粗糙度Ra的增大，摩擦副起初接觸區(qū)域不同，摩擦疲勞機(jī)制也不同。Ra=0.4μm、0.8μm、1.2μm時(shí)，主要機(jī)制是疲勞剝落、滑動(dòng)磨損，但疲勞剝落占主導(dǎo)優(yōu)勢；Ra=1.6μm時(shí)，主要機(jī)制是滑動(dòng)磨損、磨粒磨損、疲勞裂紋、材料剝落相互耦合造成的，其中滑動(dòng)磨損、磨粒磨損占主導(dǎo)優(yōu)勢；本文實(shí)驗(yàn)條件下，滲碳20CrMnTi鋼存在一個(gè)表面粗糙度最優(yōu)值1.2μm，此時(shí)摩擦系數(shù)、摩擦溫度、磨損量均相對較小，摩擦疲勞相對輕微。

4、>　　(3)在本文實(shí)驗(yàn)條件下，粘度不同的潤滑油結(jié)果表明，L-CKD320油為最優(yōu)齒輪油，潤滑效果最佳；L-CKD150油潤滑效果最差。L-CKD150油潤滑時(shí)，機(jī)制主要是滑動(dòng)磨損、粘著磨損與疲勞剝落共同耦合作用，疲勞剝落占主導(dǎo)優(yōu)勢；L-CKD320油潤滑時(shí)機(jī)制主要是輕微的黏著磨損、滑動(dòng)磨損及點(diǎn)蝕；L-CKD220、460油潤滑時(shí)主要機(jī)制是滑動(dòng)磨損和疲勞凹坑的共同耦合作用。
　　(4)在干摩擦、低粘度油潤滑、高粘度油潤滑3種不同潤滑