轴承衬套材料摩擦学性能研究及预测

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文轴承衬套材料摩擦学性能研究及预测作者姓名：廉巨龙指导教师：闫玉涛副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：专业学位学科专业名称：机械工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：秘嘭珏。7～溯儿胁觇／东北大学2014年6月万方数据AThesisinMechanicalDesignandTheoryTribologicalPropertiesResearchandPredicationofBearingBushingMaterialsByLian

2、JulongSupervisor：AssociateProfessorYahYutaoNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=6■恳0学位论文作者签名：膨日期：≯2印∥．弓D．学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定

3、：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同蕙网上交流的时间为作者获得学位后：半年口--年n一年半口两年艮／7学位论文作者签名：黝导师签名：懈签字目期：z矿Jf啦易．弓驴签字日期：沙，尸多、弘万方数据壅!垦盘茔塑±堂焦鱼圭擅黑轴承衬套材料摩擦学性能研究及预测摘要航空发动机是飞行器的“心脏”，长期工作于高温、高压、高速的极端恶劣的环境下，对飞行器的性能具有极其重要的影响，关系到飞行器的安全性和可靠性。附件传动系统是航空发动机的一

4、种齿轮传动装置，完成动力从发动机主轴传输到驱动部件的功能，为附件装置提供动力。某航空发动机附件传动系统轴承衬套材料主要采用铝材料和钢材料，两种材料在实际的样机使用中内表面出现了不同程度的磨损和擦伤问题，导致了航空发动机系统乃至整个发动机的研制失败，且失效率很高。本文从摩擦学的角度出发，探究两种材料的磨损机理，通过摩擦学设计对磨损失效规律进行预测，为轴承衬套的设计提供理论基础和指导。本文主要针对航空发动机附件传动系统中轴承衬套实际所使用的两种轴承衬套材料2A12铝合金和16cr3NiwMoⅥ妯E钢材料与GCrl5轴承钢配副进行属性测试。包括硬度测试、粗糙

5、度测试、拉伸性能测试和冲击韧性测试。本文对不同配副在属性影响因素和确定的工况条件下，利用HRS．2M往复摩擦磨损试验机，以GCrl5钢销为滑动件，2A12铝合金和16Cr3NiWMoⅥ怕E钢材料为对磨件进行摩擦磨损试验研究。利用摩擦磨损试验机采集摩擦因数随时间变化的数据，使用L，200型光电分析天平测量2A12铝合金和16Cr3NiWMoVNbE钢材料的磨损量。试验主要考虑载荷、频率和介质环境三个影响因素。首先，分别考虑载荷、频率和介质环境单因素的变化进行耐磨性试验研究。得出载荷、频率、介质的变化对材料的耐磨性影响都较大。其次，采用均匀设计运用拟水平法

6、设计三因素试验方案，研究三因素耦合作用下两种轴承衬套材料的摩擦学性能。得出三因素不同的组合作用对两种材料的减摩性和耐磨性影响较大。本文利用SSX一550型扫描电子显微镜和能谱分析对两种轴承衬套材料磨损后的表面进行表面形貌和化学元素分析，探究其磨损机理。结果表明：干摩擦下，频率一定，载荷不同，2A12铝合金材料的磨损机理主要表现为粘着磨损和磨粒磨损，同时伴随着氧化磨损。16Cr3NiWMoⅥ岫E钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损，同时伴随着疲劳磨损；载荷一定，频率不同，2A12铝合金材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损同时伴随着氧化磨损。

7、16cr3NiwMoⅥ妯E钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损，同时伴随着疲劳磨损。在不同的介质条件下，与干摩擦条件下相比，两种材料在4050航空油和MoS2粉末环境下均表现良好的耐磨性能。TT万方数据本文还采用灰色理论建立GM(1，1)模型对试验数据进行单因素模拟和预测，建立丫2A12铝合金和16Cr3NiWMovNbE钢材料的摩擦磨损数据库，为航空发动机附件传动系统的设计提供了试验基础数据，通过优化选择，提高附件传动系统的可靠性和使用寿命。关键词：2A12铝合金；16Cr3NiwMoVNbE钢；试验设计；摩擦学；预测III万方数据Tribo

8、logicalPropertiesResearchandPredicationofBearin