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1、..4o15,No第15卷第期摩擦学学报4Vl1995年10IOOGYTRBL〔kt.,1995研究论文(310一317)精密角接触球轴承的固体润滑失效分析`于德洋汪晓萍(中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室兰州73。。00)吴玉山(北京控制工程研究所北京100080)摘要角接触球轴承是航天器的许多重要功能的实施部件,因而对其润滑性能的要求极为严格,迫.,,切需要弄清其润滑失效机理因此对MoS:溅射膜润滑的6205C球轴承进行了寿命试验进而对经过丙酮超声清洗的各元件工作面的形貌和组成作了系统分析.结论认为,这种轴承固体润滑失::,效的机理
2、很可能是钢球循环滚动使MoS溅射膜产生表面疲劳磨损伴随发生的滑动产生片状磨粒磨损,保持器中的玻璃纤维拉伤钢球表面Z;:和产生钢磨屑也加剧了MoS膜的磨损当MoS膜减薄到一定程度时,先后逐渐出现泡状隆起、疲劳裂纹萌生与扩展及微区剥落,致使摩擦力矩逐渐增大;MoSZ膜耗尽后底材点蚀加剧,润滑失效,此时的摩擦力矩迅速增大并产生明显的振动和噪声.关键词轴,,:,,承空间机械MoS溅射膜寿命试验润滑失效分析1前言,固体润滑的角接触(或者称径向推力)球轴承是一种常用的空间机械组件航天器的定.向、运动〔`〕,控制和仪表运转等许多重要功能都是依靠它来实现由此可见这种组
3、件的运动必须准确可靠,这在很大程度上取决于固体润滑.因此,角接触球轴承的固体润滑及其失效,机理研究是倍受国际航天界关注的重要课题之一欧洲空间局已将其列入90年代的研究计划21[.本文对一组轴承进行了寿命试验,进而就经过严格清洗的轴承工作面作了形貌和组,,,成分析然后根据摩擦学原理以及摩擦学性能与组成和形貌相互关系的试验研究结果半,经验地假定润滑性能最差的工作面对轴承的摩擦力矩之大小起主导作用对这种轴承的固体润滑失效机理进行了分析,为改善其摩擦学性能提供了理论依据.2试验部分.在9Cr18钢制的C6205型角接触球轴承内外套圈沟道内溅射厚度约为06拌m的
4、Z,Z,Mos膜s[]并与(PTFE+GF+Mos)自润滑(其中GF代表玻璃纤维)实体保持器和未经表面处理的钢球组装成试验轴承.:.,0I。1,选定的轴承运行试验条件真空度为aP转动速度为0r/min轴向预紧力为49.ON,径向负荷为9.SN;外套圈固定,内套圈与轴一起旋转;轴承试验成对进行,测定其平均摩擦力矩厕.将运行试验之后的角接触球轴承的各元件利用分析纯丙酮超声清洗两,国家自然科学基金资助项目一一,一一19950414收到初稿19950905收到修改稿本文通讯联系人于德洋..4o15,No第15卷第期摩擦学学报Vl41995年10TRIBOLOG
5、Y〔kt.,1995研究论文(310一317)精密角接触球轴承的固体润滑失效分析`于德洋汪晓萍(中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室兰州73。。00)吴玉山(北京控制工程研究所北京100080)摘要角接触球轴承是航天器的许多重要功能的实施部件,因而对其润滑性能的要求极为严格,迫.,,切需要弄清其润滑失效机理因此对MoS:溅射膜润滑的6205C球轴承进行了寿命试验进而对经过丙酮超声清洗的各元件工作面的形貌和组成作了系统分析.结论认为,这种轴承固体润滑失::,效的机理很可能是钢球循环滚动使MoS溅射膜产生表面疲劳磨损伴随发生的滑动产生片状磨粒
6、磨损,保持器中的玻璃纤维拉伤钢球表面Z;:和产生钢磨屑也加剧了MoS膜的磨损当MoS膜减薄到一定程度时,先后逐渐出现泡状隆起、疲劳裂纹萌生与扩展及微区剥落,致使摩擦力矩逐渐增大;MoSZ膜耗尽后底材点蚀加剧,润滑失效,此时的摩擦力矩迅速增大并产生明显的振动和噪声.关键词轴,,:,,承空间机械MoS溅射膜寿命试验润滑失效分析1前言,固体润滑的角接触(或者称径向推力)球轴承是一种常用的空间机械组件航天器的定.向、运动〔`〕,控制和仪表运转等许多重要功能都是依靠它来实现由此可见这种组件的运动必须准确可靠,这在很大程度上取决于固体润滑.因此,角接触球轴承的固体
7、润滑及其失效,机理研究是倍受国际航天界关注的重要课题之一欧洲空间局已将其列入90年代的研究计划21[.本文对一组轴承进行了寿命试验,进而就经过严格清洗的轴承工作面作了形貌和组,,,成分析然后根据摩擦学原理以及摩擦学性能与组成和形貌相互关系的试验研究结果半,经验地假定润滑性能最差的工作面对轴承的摩擦力矩之大小起主导作用对这种轴承的固体润滑失效机理进行了分析,为改善其摩擦学性能提供了理论依据.2试验部分.在9Cr18钢制的C6205型角接触球轴承内外套圈沟道内溅射厚度约为06拌m的Z,Z,Mos膜s[]并与(PTFE+GF+Mos)自润滑(其中GF代表玻璃
8、纤维)实体保持器和未经表面处理的钢球组装成试验轴承.:.,0I。1,选定的轴承运行试验条件真空
