剛柔球面接觸副關節(jié)軸承的摩擦誘導成膜機理研究.pdf

1、自潤滑關節(jié)軸承是一種在外圈內球面鑲嵌或粘結一層自潤滑襯墊層的球面滑動軸承，具有自潤滑、免維護、長壽命、承載力大等特點，從而滿足其在鐵路機械、輕工、航空航天等領域的要求。隨著自潤滑關節(jié)軸承在各個領域的廣泛應用，尤其在高鐵、航空航天、軍工等高新科技領域的應用需求量增加，對自潤滑關節(jié)軸承的性能提出了更高的要求，如：服役性能、可靠性、使用壽命等。但關節(jié)軸承在一些重載、大扭矩等工況下工作，往往因軸承的摩擦學性能急劇下降，使內外圈配合面因膠合出現抱

2、死現象或因磨損導致內外圈配合間隙過大而使軸承的運動特性喪失，導致軸承失效。由于摩擦轉移膜一般都會在自潤滑襯墊層與內圈外球面相對滑動過程中形成，而其形成狀況將直接影響自潤滑關節(jié)軸承的運行特性、摩擦磨損性能及使用壽命。因此，開展剛柔球面接觸副關節(jié)軸承的摩擦誘導成膜機理對于提高其服役性能和使用壽命具有重要意義。本文以模擬實際工況下使用的 PTFE/芳綸纖維編織襯墊自潤滑關節(jié)軸承為研究對象，對不同前處理制備的關節(jié)軸承進行剝離強度測試和摩擦學性能

3、試驗，考察了前處理工藝對關節(jié)軸承粘接和摩擦學性能的影響，并對關節(jié)軸承的粘接性能以及摩擦學性能對其成膜性能的影響進行了分析，深入分析了襯墊前處理工藝對剛柔球面接觸副關節(jié)軸承摩擦誘導成膜機理和磨損機理的影響。主要研究工作如下：
　　通過對不同前處理的關節(jié)軸承進行剝離試驗，分析了前處理對關節(jié)軸承粘接性能的影響規(guī)律。在同一加載載荷及擺動頻率下對襯墊改性前、后的關節(jié)軸承進行不同擺動時間下的摩擦學性能試驗，探討了襯墊前處理對關節(jié)軸承摩擦系數、

4、磨損量及摩擦溫度的影響。
　　采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和 X-光電子能譜(XPS)對不同前處理軸承磨損后襯墊表面的微觀形貌和元素組成進行了分析，探討了前處理關節(jié)軸承的粘接性能以及摩擦學性能對其成膜性能的影響，深入分析了襯墊前處理工藝對剛柔球面接觸副關節(jié)軸承摩擦誘導成膜機理及磨損機理的影響，并創(chuàng)建了關節(jié)軸承摩擦誘導成膜過程的物理模型。研究結果對進一步改善關節(jié)軸承在摩擦磨損過程中的成膜性能，進而提高自潤滑關節(jié)軸承服役性