注塑改性尼龍桿端關節(jié)軸承的摩擦學性能.pdf

1、桿端關節(jié)軸承具有許多優(yōu)點，普遍應用于機械行業(yè)。注塑改性尼龍襯墊桿端關節(jié)軸承是在桿端關節(jié)軸承外圈設置注塑孔，使用注塑機一次性注塑成型。關于改性尼龍的研究很多，比如利用纖維、固體潤滑劑、納米材料等對其改性，這些研究只是對復合材料的性能作了評價，而將這些材料應用于桿端關節(jié)軸承的研究卻較少，因此本課題利用自制的軸承摩擦磨損性能試驗機，研究了改性尼龍桿端關節(jié)軸承的摩擦磨損性能及磨損機理。
　　使用桿端關節(jié)軸承試驗機，對4種材料襯墊桿端關節(jié)軸

2、承進行對比試驗，分析了4種桿端關節(jié)軸承在三種擺動頻率和三種載荷下的摩擦學性能。通過處理試驗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析了摩擦系數(shù)、磨損量、摩擦溫升隨擺動頻率和載荷的變化情況，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)隨著擺動頻率和載荷的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，而磨損量和摩擦溫升逐漸增大。采用掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜儀（EDS）對4種軸承襯墊材料的磨損形貌及機理進行了微觀分析，對比分析4種軸承襯墊在不同載荷下的磨損情況，以及磨損襯墊表面化學元素含量隨載荷的變化情況，發(fā)現(xiàn)隨

3、著載荷和擺動頻率的增大，襯墊表面越來越粗糙，摩擦副之間出現(xiàn)磨粒磨損和粘著磨損。利用傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析了襯墊磨損表面分子的化學結構變化，發(fā)現(xiàn)襯墊在磨損過程中，尼龍分子間的官能團發(fā)生變化，這些變化也是導致磨損量增大的原因之一。
　　利用ABAQUS有限元軟件分別建立了桿端關節(jié)軸承靜力學模型和完全熱力耦合模型。按照試驗工況條件，完全熱力耦合模型中對桿端關節(jié)軸承施加3.6KN的徑向力，且設置了旋轉擺動分析步。分析了桿端關

4、節(jié)軸承在完全熱力耦合作用下軸承內(nèi)圈與襯墊接觸面的熱流量、溫度、應力和變形的分布情況，襯墊接觸面中心溫度最大值為47.73℃，內(nèi)圈接觸面中心溫度最大為46.52℃，襯墊和內(nèi)圈的熱流量和溫度都是從襯墊與內(nèi)圈接觸副中心向四周擴散，襯墊和內(nèi)圈的接觸應力以及接觸變形最大部位都是在襯墊與內(nèi)圈接觸副中心。將試驗測得的溫度與仿真結果進行對比分析，得出兩溫升曲線分布趨勢相近，仿真結果略大于試驗結果，綜合考慮各種外界影響因素，可以近似認為仿真結果與試驗結果