自润滑关节轴承磨损寿命影响因素分析
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《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械装置中的关键元件,其接触性能的优劣直接关系到整个机械系统的运行效率和寿命。
本文将重点分析自润滑关节轴承的接触性能,从材料选择、结构设计、接触应力分布等多个角度进行深入探讨,以期为提高其接触性能提供理论依据和参考。
二、自润滑关节轴承概述自润滑关节轴承是一种具有自润滑特性的轴承,通过内置润滑系统,能够在轴承运转过程中实现自我润滑,有效减少摩擦磨损,提高轴承的使用寿命。
其广泛应用于工程机械、汽车制造、航空航天等领域。
三、材料选择对接触性能的影响材料的选择是影响自润滑关节轴承接触性能的关键因素之一。
首先,轴承内外部材料应具备优良的抗磨性能、耐腐蚀性能以及较高的硬度,以确保在长时间的工作环境中保持良好的运转性能。
此外,为提高轴承的自润滑性能,一般选用含有固体润滑剂的复合材料,如聚四氟乙烯(PTFE)等。
这些材料在摩擦过程中能够形成转移膜,有效降低摩擦系数,提高轴承的承载能力和使用寿命。
四、结构设计对接触性能的影响自润滑关节轴承的结构设计也是影响其接触性能的重要因素。
合理的结构设计能够使轴承在运转过程中保持稳定的润滑状态,降低摩擦磨损。
首先,轴承的内圈和外圈应具有良好的同心度,以确保在运转过程中保持稳定的运动轨迹。
其次,轴承的沟道设计应合理,以降低应力集中,提高承载能力。
此外,为便于润滑剂的补充和排出,轴承应设有合理的油孔和油槽。
五、接触应力分布分析自润滑关节轴承的接触应力分布直接关系到其承载能力和使用寿命。
在运转过程中,轴承受到来自内外部的各种力的作用,使得接触应力在轴承表面发生分布。
通过有限元分析等方法,可以对轴承的接触应力进行定量分析,了解其分布规律及影响因素。
合理的设计和材料选择可以优化接触应力分布,提高轴承的承载能力和使用寿命。
六、实验验证与分析为验证理论分析的正确性,本文进行了自润滑关节轴承的实机实验。
通过在不同工况下对轴承进行测试,观察其摩擦系数、温度、磨损量等指标的变化,进一步分析其接触性能。
自润滑关节轴承及其寿命评估研究进展摘要:自润滑关节轴承的结构十分简单、不需要进行维护、无需添加任何润滑剂,所以其在工业领域的应用日渐广泛。
但我国在此方面的研究较晚,相关技术仍较为落后,所以许多自润滑关节轴承依赖于进口。
导致我国未在此方面取得突破的主要原因在于是我国在自润滑材料研制方面还有较大提升空间,同时无法有效评估自润滑关节轴承的寿命。
因此,本文就自润滑关节轴承及其寿命评估进展进行研究分析,以供参考。
关键词:自润滑关节轴承;寿命评估;润滑材料引言:自润滑关节轴承是在时代的发展下产生的滑动轴承,但我国在此方面的研究较晚,无法对自润滑关节轴承的寿命进行有效评估,导致轴承使用的安全性造成了直接影响。
由于其应用范围较广,且发挥着至关重要的作用,所以相关专家及学者对其寿命评估进行了研究。
下列就此进行深入研究,以期为相关专家的学者带来启发,为自润滑关节轴承的使用提供保障。
1.自润滑关节轴承概述自润滑关节是时代发展的产物,隶属于滑动轴承,结构十分简单,无需添加任何润滑剂,不需进行维护,所以得到了广泛应用。
传统的自润滑轴承的组成部分为外圈、带有盲孔的内圈。
外圈是轴承钢,内圈是铜合金,盲孔内通常会镶嵌固体润滑膏。
工作原理为:受力的作用的影响,外圈内表面、内圈外表面、盲孔固体润滑材料发生相对位移,并形成摩擦副,从而降低摩擦系数,减少磨损。
随着时代的发展,相关专家及学者就关键轴承的研究,逐渐发展出内圈无盲孔关节轴承。
其可分为两种,即粉末冶金轴承,轴承钢或碳素钢(内外圈)的轴承。
前者的特点为:内圈外圈材料皆采用粉末冶金的方法进行制备。
因为粉末冶金材料的空隙较多,所以将其放入润滑油浸泡可制作为带有自润滑特点的含油轴承。
不过,该轴承的韧性比轴承钢要低,受热时润滑油、脂会分解、失效。
后者外圈表层涂有固体润滑材料,且应用范围相对较广。
因此,该轴承可提高轴承承载能力,且结构简单、加工便利、成本低廉。
固体润滑剂具有减少摩擦力、提高承载力的作用。
自润滑关节轴承由于具有结构简单、承载能力强、适应温度范围广、在服役过程中无需添加润滑剂等特点,被广泛应用在航空航天、水利电力、军工机械等行业。
与此同时,高端、精密、大型装备的发展对自润滑关节轴承的摩擦学性能、使用寿命和可靠性提出了更高的要求。
自润滑关节轴承所使用的自润滑材料性能直接决定了轴承的寿命和性能水平,因此开展对自润滑材料性能的研究成为提高自润滑关节轴承质量和延长其寿命的关键。
自润滑关节轴承通过在轴承外圈内侧粘结、镶嵌固体润滑材料或者表面改性生成润滑膜层等方式形成润滑结构,该部分润滑结构与轴承内圈形成自润滑摩擦面。
图1所示为轴承分别以内侧粘结PTFE衬垫、表面溅射沉积碳基薄膜的方式实现自润滑。
图1 自润滑关节轴承结构:(a) 衬垫类自润滑关节轴承;(b) 碳基薄膜型自润滑关节轴承目前,自润滑衬垫材料大致分为三种,即金属背衬层状复合材料、聚合物及其填充复合材料和PTFE纤维织物复合材料。
自润滑衬垫材料的摩擦学性能、衬垫粘结前的处理方式、粘结方式、编织纹路等因素影响着自润滑关节轴承的使用性能。
关节轴承自润滑衬垫材料摩擦学性能衬垫类关节轴承利用粘结剂将织物衬垫粘结到轴承外圈内表面作为润滑层,将轴承内外圈之间的钢对钢摩擦转化为编织物对钢的摩擦,在保证轴承自润滑的同时降低摩擦系数。
目前,国内外学者对衬垫类关节轴承的摩擦磨损性能研究大都集中在衬垫材料性能的优化方面,通过对织物衬垫复合材料改性、优化编织结构、改变纤维的捻制方式和衬垫层数,以及对摩擦对偶面进行表面织构等手段提高关节轴承的减摩耐磨性能。
01衬垫材料的组分衬垫类自润滑关节轴承大都以低摩擦聚合物为主要成分,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)等。
目前国内外轴承企业大都以PTFE作为衬垫材料的主要成分,同时填充其他功能性纤维。
聚四氟乙烯是有机高聚物,分子结构是C₂F₂,其中C、C原子以及C、F原子之间都以共价键结合,具有较大的结合能,如图2所示,分子链之间极易滑移,表现出低摩擦的特性。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械设备中常见的转动元件,因其卓越的摩擦性能、抗磨损性能和长期运行稳定性而得到广泛应用。
自润滑关节轴承接触性能的研究,是优化其设计和提升使用效率的关键所在。
本文旨在分析自润滑关节轴承的接触性能,以期为相关设计和应用提供理论支持。
二、自润滑关节轴承简介自润滑关节轴承通常采用高精度和高强度的材料制成,如特殊合金、陶瓷等。
其内部设计有润滑系统,能够在运行过程中自动提供润滑,减少摩擦和磨损。
自润滑关节轴承广泛应用于各种机械设备中,如汽车、机床、航空航天等。
三、接触性能分析1. 接触压力分析自润滑关节轴承的接触压力分布直接影响其摩擦和磨损性能。
通过理论分析和有限元模拟,可以研究不同转速、负载和润滑条件下的接触压力分布情况。
在较高转速和负载下,需要关注局部接触压力的变化,以及可能出现的压力峰值和热力耦合效应。
2. 摩擦与磨损分析自润滑关节轴承的摩擦和磨损是评价其接触性能的重要指标。
通过分析摩擦系数和磨损量的变化规律,可以评估不同材料、润滑系统和环境条件下的性能差异。
在考虑实际工作环境时,应综合考虑摩擦磨损的影响因素,如相对运动速度、材料硬度和环境介质等。
3. 润滑系统性能分析自润滑关节轴承的润滑系统设计对其接触性能具有重要影响。
在润滑系统中,需要考虑油路设计、供油方式和润滑剂的选用等关键因素。
此外,在特殊环境中(如高温、高压等),还需要考虑润滑剂的稳定性和抗老化性能。
四、实验验证与结果分析为了验证理论分析的准确性,我们进行了多组实验测试。
实验中,我们采用了不同转速、负载和润滑条件下的自润滑关节轴承进行测试,并记录了其摩擦系数、磨损量等关键数据。
通过对比实验数据和理论分析结果,我们发现两者具有较好的一致性。
这表明我们的理论分析方法具有一定的可靠性和实用性。
五、结论与展望通过本文对自润滑关节轴承的接触性能进行了全面分析,包括接触压力、摩擦与磨损以及润滑系统性能等方面。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械装置中一种关键零部件,以其良好的承载能力和较低的摩擦磨损性能被广泛应用在各类高精度设备中。
自润滑关节轴承的性能直接影响着设备的整体运行效率与寿命。
因此,对自润滑关节轴承的接触性能进行分析,对于提高其使用性能和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将通过理论分析和实验研究相结合的方式,对自润滑关节轴承的接触性能进行深入探讨。
二、自润滑关节轴承概述自润滑关节轴承是一种具有自润滑特性的轴承,其内部含有固体润滑剂,能够在一定程度上减少摩擦和磨损。
这种轴承的优点在于其能够适应高速度、高负载、高精度的应用场景,具有较好的减震和降噪效果。
自润滑关节轴承的接触性能主要取决于其材料、结构以及工作条件等因素。
三、接触性能分析理论自润滑关节轴承的接触性能分析主要基于弹性力学、摩擦学和热力学等理论。
在接触过程中,轴承的表面会受到压力的作用,产生弹性变形和塑性变形。
此外,由于摩擦作用,会产生热量,对轴承的接触性能产生影响。
因此,我们需要综合考虑这些因素,对自润滑关节轴承的接触性能进行分析。
四、实验研究方法为了更准确地分析自润滑关节轴承的接触性能,我们采用了实验研究的方法。
首先,我们设计了不同工况下的实验方案,包括不同的负载、速度和润滑条件等。
然后,我们使用专业的测试设备对自润滑关节轴承进行测试,记录了在不同工况下的摩擦系数、磨损量、温度等数据。
最后,我们对这些数据进行了统计分析,得出了自润滑关节轴承在不同工况下的接触性能表现。
五、实验结果与分析1. 摩擦系数分析:实验结果表明,在一定的工况下,自润滑关节轴承的摩擦系数较低,且相对稳定。
这表明其具有良好的自润滑性能,能够有效地降低摩擦和磨损。
2. 磨损量分析:通过对比不同工况下的磨损量数据,我们发现负载和速度对自润滑关节轴承的磨损量影响较大。
在高负载和高速度的工况下,磨损量较大。
而润滑条件对磨损量的影响较小,但良好的润滑条件有助于降低磨损量。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承是一种在各种机械系统中广泛应用的轴承类型,其设计特点在于能够减少摩擦,降低维护成本,同时保证设备的稳定运行。
本篇论文将对自润滑关节轴承的接触性能进行分析,探究其摩擦、润滑以及应力分布等关键因素对轴承性能的影响。
二、自润滑关节轴承概述自润滑关节轴承主要由内圈、外圈、滚动体和保持架等部分组成,其中滚动体是主要的承载部件。
与传统的轴承相比,自润滑关节轴承的最大特点在于其具有良好的自润滑性能,即能够在一定的运行条件下自行形成润滑膜,从而降低摩擦系数,延长使用寿命。
三、接触性能分析1. 摩擦性能分析自润滑关节轴承的摩擦性能主要取决于其润滑膜的形成和保持。
在运行过程中,润滑膜的形成能够有效地减少滚动体与内外圈之间的摩擦力。
此外,润滑膜的保持还与润滑剂的选择、运行速度、温度等因素有关。
当润滑膜的厚度和稳定性达到一定水平时,轴承的摩擦系数将显著降低,从而提高其运行效率和寿命。
2. 润滑性能分析自润滑关节轴承的润滑性能主要取决于润滑剂的选择和供应方式。
常用的润滑剂包括固体润滑剂和液体润滑剂。
固体润滑剂主要在静态或低速条件下起作用,而液体润滑剂则能在高速或重载条件下提供良好的润滑效果。
此外,合理的润滑剂供应方式也是保证轴承良好润滑性能的关键因素。
3. 应力分布分析自润滑关节轴承在运行过程中,由于受到内外圈的约束和滚动体的相互作用,会产生一定的应力分布。
合理的应力分布能够保证轴承的稳定性和寿命。
因此,对自润滑关节轴承的应力分布进行分析具有重要意义。
通过有限元分析等方法,可以得出轴承在不同工况下的应力分布情况,从而为优化设计提供依据。
四、影响因素及优化措施1. 影响因素自润滑关节轴承的接触性能受多种因素影响,包括润滑剂的选择、运行速度、温度、载荷等。
此外,轴承的设计参数如内外圈的尺寸、滚动体的数量和形状等也会对接触性能产生影响。
因此,在设计和使用自润滑关节轴承时,需要综合考虑这些因素。
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轴承零件的失效除了服役条件之外,主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。
影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。
1. 1 淬火钢中的马氏体高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时,在淬火低温回火状态下,淬火马氏体含碳量,明显影响钢的力学性能。
强度、韧性在 0.5%左右,接触疲劳寿命在 0.55%左右,抗压溃能力在0.42%左右,当GCr15 钢淬火马氏体含碳量为0.5%~0.56%时,可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
应该指出,在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。
实际上,马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的,靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分,因而它们开始发生马氏体转变的温度不同,从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。
它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹,而且其亚结构为强1 / 8度与韧性均高的位错型板条状马氏体。
因此,只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。
1. 2 淬火钢中的残留奥氏体高碳铬钢经正常淬火后,可含有 8%~20%Ar(残留奥氏体)。
轴承零件中的 Ar 有利也有弊,为了兴利除弊, Ar 含量应适当。
由于 Ar 量主要与淬火加热奥氏体化条件有关,它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量,较难正确反映 Ar 量对力学性能的影响。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械装置中的关键元件,其在各类工业领域中的应用越来越广泛。
它的工作性能和寿命很大程度上取决于其接触性能,因此,对其接触性能的深入研究具有重要意义。
本文旨在通过理论分析和实验研究,对自润滑关节轴承的接触性能进行深入探讨,为实际工业应用提供理论支持。
二、自润滑关节轴承的结构特点及工作原理自润滑关节轴承主要由内圈、外圈、滚动体以及自润滑材料等部分组成。
其中,自润滑材料具有优良的摩擦性能和抗磨损性能,可有效降低摩擦系数,提高轴承的使用寿命。
其工作原理主要是通过滚动体的滚动来传递力和扭矩,同时自润滑材料在摩擦过程中形成润滑膜,降低摩擦和磨损。
三、接触性能分析1. 接触压力分析接触压力是影响自润滑关节轴承性能的重要因素。
在分析过程中,我们采用赫兹接触理论,通过计算滚动体与内外圈之间的接触压力分布,得出在不同工况下的接触压力变化情况。
结果表明,在正常工作条件下,接触压力分布均匀,有利于提高轴承的承载能力和使用寿命。
2. 润滑膜形成及润滑性能分析自润滑材料在摩擦过程中会形成润滑膜,降低摩擦系数和磨损。
我们通过实验研究了润滑膜的形成过程及影响因素。
结果表明,润滑膜的形成与自润滑材料的物理化学性质、工作温度、摩擦速度等因素密切相关。
同时,我们还对不同工况下的润滑性能进行了测试,发现自润滑关节轴承具有良好的润滑性能。
3. 动态性能分析动态性能是评价自润滑关节轴承性能的重要指标。
我们通过仿真分析和实验研究,对轴承在不同转速、负载等条件下的动态性能进行了研究。
结果表明,自润滑关节轴承在高速、重载等恶劣工况下仍能保持良好的动态性能。
四、实验研究为了验证理论分析的正确性,我们进行了系列实验研究。
首先,我们在不同工况下对自润滑关节轴承进行了摩擦磨损测试,得出在不同条件下的摩擦系数和磨损量。
其次,我们对轴承的寿命进行了测试,得出在不同工况下的使用寿命。
最后,我们将实验结果与理论分析进行对比,发现两者基本一致,证明了理论分析的正确性。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承是一种重要的机械元件,广泛应用于各种高速、重载和长寿命的机械设备中。
这种轴承通过特殊的润滑结构和材料设计,在保证良好的旋转性能的同时,也具备了较高的自润滑能力,从而延长了轴承的使用寿命。
本文将对自润滑关节轴承的接触性能进行分析,探讨其工作原理、性能特点以及影响因素。
二、自润滑关节轴承的工作原理自润滑关节轴承主要由内圈、外圈、滚动体和润滑材料等部分组成。
在运转过程中,滚动体在内外圈之间进行滚动,从而实现轴承的旋转运动。
同时,润滑材料通过一定的方式将润滑剂输送到摩擦表面,形成润滑膜,降低摩擦系数,减少磨损。
三、自润滑关节轴承的接触性能分析1. 接触应力分析自润滑关节轴承的接触应力是影响其使用寿命的重要因素。
在运转过程中,滚动体与内外圈之间的接触应力会随着转速、载荷等因素的变化而变化。
为了减小接触应力,需要合理设计轴承的结构和材料,以及优化润滑条件。
2. 润滑性能分析自润滑关节轴承的润滑性能直接影响到其摩擦和磨损情况。
良好的润滑性能可以降低摩擦系数,减少磨损,延长轴承的使用寿命。
因此,选择合适的润滑剂和润滑方式是提高自润滑关节轴承性能的关键。
3. 抗疲劳性能分析自润滑关节轴承在长期运转过程中会受到疲劳损伤的影响。
为了提高其抗疲劳性能,需要选择高强度、高硬度的材料,并采用合理的热处理工艺。
此外,优化轴承的结构设计,减少应力集中和振动等也是提高抗疲劳性能的有效措施。
四、影响自润滑关节轴承接触性能的因素1. 转速:转速越高,滚动体与内外圈之间的摩擦力越大,接触应力越大。
因此,需要合理控制转速,以减小接触应力。
2. 载荷:载荷越大,滚动体与内外圈之间的接触压力越大,容易产生局部磨损和变形。
因此,需要根据实际需求选择合适的轴承规格和材料。
3. 润滑条件:良好的润滑条件可以降低摩擦系数,减少磨损。
因此,需要选择合适的润滑剂和润滑方式,并保持适当的润滑条件。
4. 环境因素:环境温度、湿度和污染程度等因素也会影响自润滑关节轴承的接触性能。
2013年第20期(总第263期)NO.20.2013( CumulativetyNO.263 )目前,我国的轴承的需求量大大增加,一些大型的以及中小型的企业开始大力发展关节轴承的制造。
不仅在样式、结构、种类方面都有了很大的发展,变得越来越丰富式的发展。
同时,随着我国目前的制造质量的提高,产品出口到国外的数量也逐年增加。
另外,目前我国的航空、航天技术越来越发达,轴承的应用也越来越多,其质量要求也越来越高。
但是,一些高科技在应用到轴承的时候,由于其承受的摆动以及扭曲的动作,很容易由于两侧的相互作用而导致摩擦力变大,有时会出现僵硬的情况。
在这些应用到自润滑关机的轴承中,如果摩擦效果失灵以后,会产生严重的损失。
因此,很多国内外的专家就这一问题进行深入的研究和探讨。
本文从环境的温度、速度、材料等方面指出自润滑关节轴承摩擦磨损的因素分析,同时对目前的自润滑关节轴承摩擦磨损性能存在的几方面的问题以及其日后的发展方向做出一定的分析。
1 影响自润滑关节轴承摩擦磨损性能的因素对于轴承的自润滑关节摩擦磨损性能的影响因素有很多方面,其磨损的方式也有很多种,它主要受到环境的温度、速度、载荷、衬垫材质等因素影响。
其中,环境的温度对其的影响最为重大。
1.1 速度关节轴承有着其特有的摆动的方向,由于自润滑关节轴承的摩擦磨损性能的不同,导致了轴承的摆动的速度。
假设在温度、摆幅和载荷等条件都一样的前提下,对三种不同的摆频来做实验,所得结果如图1所示。
我们可以看到,当摆频在P1和P2的时候,其摩擦的系数是类似的,而且P2较P1略高一些,同时在第八百次摇摆的时候,其系数抵达第一个高峰,也许这种现象和转动膜以及自由磨相互反应生成的摩擦面有着一定的关联。
跟随着其继续摩擦,颗粒进入到衬垫的表面中,P值逐渐减少。
由此可得出,摆动的频率越来越高,其摩擦的数值就会变得越来越高。
1.2 载荷由于自润滑轴承关节的特殊性,其摆动方式也不同于其他的轴承运动,它的摩擦磨损程度受到其载荷的影响。
自润滑轴承损坏的原因分析
自润滑轴承以特殊配方合金铜或钢板为基体上镶嵌固体润滑剂的新一代产品,它突破了一般轴承依靠油膜润滑的界限性。
其在摩擦的作用下,使固体润滑剂澎涨,自动转移到摩擦表面,行成润滑膜,防止金属间接触,从而减少摩擦系数和磨损,提高轴承的承载能力。
自润滑轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而“咬死”,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。
1、轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒,金属表面存在回火色。
2、轴承磨损:由于自润滑轴承的金属特性(硬度高,退让性差)等原因,易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。
3、瓦面腐蚀:光谱分析发现有色金属元素浓度异常;谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒;润滑油水分超标、酸值超标。
4、瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常,铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒,润滑油水分及酸值异常。
5、轴承烧瓦:滑动轴承铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。
6、瓦面剥落:铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
7、轴承表面拉伤:铁谱中发现有切削磨粒,滑动轴承磨粒成分为有色金属。
8、轴颈表面腐蚀:光谱分析发现铁元素浓度异常,铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒,滑动轴承润滑油水分超标或酸值超标。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承是一种具有自润滑特性的轴承,它具有高度的摩擦减损性,对保持系统的正常运作具有重要意义。
该类型的轴承多用于对润滑环境有严格要求的领域,例如机械设备的高速旋转或周期性重复动作的环节中。
接触性能的优化和了解,对这种自润滑关节轴承的应用起着至关重要的作用。
本篇论文,将对自润滑关节轴承的接触性能进行详细的分析和阐述。
二、自润滑关节轴承的基本结构和原理自润滑关节轴承是一种通过内置的自润滑材料或装置实现低摩擦磨损和散热功能的轴承。
其主要由轴承外圈、内圈、滚动体(或滑动面)和润滑系统构成。
润滑系统采用固液混合或固体润珠润滑材料,能够有效避免轴承在使用过程中的金属摩擦磨损和过度的热量生成。
其基本工作原理就是利用材料本身具备的润滑性来减小运动面间的摩擦和磨损,以此延长其使用寿命和提高效率。
三、自润滑关节轴承接触性能分析在众多影响因素中,我们需要着重对以下几个方面进行详细的性能分析:(一)表面形貌和摩擦接触特性首先,需要观察自润滑关节轴承的表面形貌。
合适的表面形貌可以提高材料的自润滑性并提高承载能力。
我们需要运用专门的设备和方法来测量和分析轴承表面的微观形貌,并探究其对摩擦接触特性的影响。
这包括了解在不同工作条件下的表面粗糙度、纹理以及可能的微观划痕等。
其次,要了解自润滑关节轴承的摩擦接触特性。
包括初始阶段接触面的润滑状况、压力分布和滑动运动中可能产生的剪切力等,以及它们对轴承受损的影响程度。
我们通过试验数据,如摩擦系数和摩擦热的生成情况等来分析和评估这些特性。
(二)材料选择和性能影响材料的选择是影响自润滑关节轴承接触性能的重要因素。
我们需要分析不同材料在各种工作条件下的性能表现,包括硬度、耐磨性、抗腐蚀性等。
同时,还需要考虑材料的成本和维护的难易程度等因素。
我们可以通过实验室测试和实际应用案例来综合评估各种材料的性能。
(三)工作环境和条件的影响自润滑关节轴承的接触性能也会受到工作环境和条件的影响。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承是一种具有自润滑特性的轴承,广泛应用于各种机械设备中,尤其在高速、高负载、高精度等要求较高的场合中发挥着重要作用。
为了更好地了解其工作原理和性能特点,本文将对其接触性能进行分析,为后续的优化设计和应用提供理论支持。
二、自润滑关节轴承概述自润滑关节轴承是一种利用特殊材料和结构实现自润滑效果的轴承。
其具有低摩擦、长寿命、高可靠性等优点,广泛应用于各种机械系统中。
该类轴承的主要特点在于其润滑系统的设计,能够在运动过程中自动补充润滑剂,降低摩擦和磨损,从而提高轴承的使用寿命和可靠性。
三、接触性能分析(一)接触应力分析自润滑关节轴承的接触应力是指两个接触面之间的压力分布情况。
由于接触面的形状、材料硬度、预紧力等因素的影响,接触应力分布不均匀,容易导致局部磨损和失效。
因此,对接触应力的分析是评估自润滑关节轴承性能的重要指标之一。
在分析过程中,我们采用了有限元法对轴承的接触应力进行了计算和分析。
通过建立三维模型,模拟实际工作情况下的接触过程,可以得到接触面的压力分布情况。
结果表明,在正常工作条件下,自润滑关节轴承的接触应力分布较为均匀,能够有效避免局部磨损和失效的发生。
(二)摩擦学性能分析自润滑关节轴承的摩擦学性能是指轴承在运动过程中所表现出的摩擦特性和磨损特性。
这些特性受到材料、润滑剂、工作条件等多种因素的影响。
因此,对摩擦学性能的分析是评估自润滑关节轴承性能的另一个重要指标。
在分析过程中,我们采用了实验和模拟相结合的方法。
通过在实验室中模拟实际工作条件下的运动过程,可以得到轴承的摩擦系数和磨损情况。
同时,通过建立数学模型和仿真分析,可以更深入地了解轴承的摩擦学性能和影响因素。
结果表明,自润滑关节轴承具有较低的摩擦系数和较好的耐磨性能,能够满足各种机械系统的工作要求。
(三)润滑性能分析自润滑关节轴承的润滑性能是指其润滑系统的性能和效果。
该系统能够在运动过程中自动补充润滑剂,降低摩擦和磨损,从而提高轴承的使用寿命和可靠性。
自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损研究及仿真分析自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损研究及仿真分析摘要:自润滑涂层关节轴承是一种常用于工业设备中的重要组件,它能有效降低摩擦磨损率,延长工作寿命。
本文通过对自润滑涂层关节轴承的研究,分析了涂层结构、润滑性能以及工作条件对其摩擦磨损的影响,并使用仿真分析工具对其摩擦磨损行为进行了模拟,为相关工程应用提供了可靠的理论依据。
1. 引言关节轴承是一种广泛应用于工业设备中的支撑元件,用于承受和传递机械载荷并实现转动。
随着工程设备的不断发展,对关节轴承的要求也越来越高,其摩擦磨损问题日益凸显。
传统的机械润滑方法需要定期添加润滑油,且在高温、高速和污染环境下往往效果不佳。
因此,开发一种具有自润滑性能的涂层材料,成为目前研究的热点。
2. 自润滑涂层结构与性能自润滑涂层是将润滑剂嵌入到固体涂层中,使其在摩擦过程中释放润滑剂,从而降低摩擦系数和磨损率。
涂层一般由基体材料和润滑剂组成。
基体材料可以是金属、聚合物及其复合材料等,润滑剂则可以选择润滑油、固体润滑剂等。
涂层的结构和性能会直接影响其摩擦磨损行为。
3. 涂层结构对摩擦磨损的影响涂层的结构参数,如涂层厚度、粒度、孔隙率等,会对摩擦磨损性能产生重要影响。
一般来说,较厚的涂层能提供更好的润滑效果,但也会增加摩擦阻力;较细的涂层颗粒和较低的孔隙率可以提高涂层的致密性和润滑性能。
4. 自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损行为仿真分析通过使用相关仿真分析工具,可以对自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损行为进行模拟分析。
首先,建立摩擦副的几何模型和材料模型,考虑摩擦表面的粗糙度和涂层的结构参数。
然后,根据润滑剂的性质和摩擦特征,采用相应的摩擦模型,进行摩擦磨损行为的仿真分析。
5. 结果与讨论通过仿真分析,我们可以得到涂层关节轴承的摩擦系数、磨损量以及润滑剂的分布情况等重要参数。
根据仿真结果,我们可以评估不同涂层结构和工作条件下的摩擦磨损行为,并优化涂层结构与润滑性能,提高涂层关节轴承的工作寿命。
影响滚动轴承使用寿命的因素分析滚动轴承是机械设备中常见的一种元件,用于支撑旋转轴件并减少摩擦阻力。
滚动轴承的使用寿命是指在特定条件下,轴承能够正常工作的时间。
影响滚动轴承使用寿命的因素有很多,包括以下几个方面。
1.轴承质量:轴承质量是影响使用寿命的关键因素之一、优质的轴承材料能够提供更好的硬度、强度和耐磨性能,从而延长轴承的使用寿命。
同时,如果制造工艺不合格,轴承内部会存在缺陷,使得轴承容易损坏。
2.润滑方式和润滑剂:适当的润滑是保障轴承正常工作和延长使用寿命的重要条件。
润滑方式有干摩擦、滴定润滑、油气润滑和油脂润滑等。
选择合适的润滑剂,保持轴承内部的润滑油膜稳定,能够减少轴承的摩擦和磨损,延长轴承的使用寿命。
3.轴承负荷:轴承负荷是指作用在轴承上的力大小。
轴承负荷过大会导致轴承变形,加速轴承的磨损和疲劳,降低使用寿命。
因此,在设计和使用轴承时,需要合理计算和控制轴承负荷,确保在可承受范围内。
4.温度:温度是影响轴承使用寿命的重要因素。
当轴承使用时,由于摩擦和变形等原因,轴承会产生热量。
如果轴承长期处于高温环境下,会导致润滑剂失效,增加摩擦和磨损,缩短轴承使用寿命。
因此,需要通过合理的设计和冷却方式,控制轴承的工作温度。
5.轴承安装和维护:轴承的安装质量和维护保养直接影响使用寿命。
在安装轴承时,应确保轴承和座孔的配合度良好,避免过度载荷和空载运转,以及防止过度磨损和裂纹等。
在维护保养过程中,及时更换润滑剂和保持清洁状态,检查轴承的磨损程度,修复或更换损坏的轴承等,能够延长轴承的使用寿命。
总之,轴承的使用寿命受到多种因素的影响,需要综合考虑各个因素对轴承的影响,并采取适当的措施来延长轴承的使用寿命。
对于特定的轴承应用,还需要根据实际情况制定相应的维护保养计划,确保轴承始终处于良好的工作状态。
自润滑关节轴承磨损失效分析
袁兆静;李如琰
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2018(054)005
【摘要】某机用自润滑关节轴承使用390 h后内圈球面陶瓷涂层脱落,采用宏观分析、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析等方法,对该自润滑关节轴承磨损失效的原因进行了分析.结果表明:自润滑关节轴承单边受力较大,轴承单侧磨损较为严重,受力较集中,已超出正常使用工况,导致内圈球面陶瓷涂层与外圈内球面衬垫快速磨损;此外,靠近轴承端面处的陶瓷涂层与基体的结合力较弱,易于剥落,也会导致轴承的磨损失效.
【总页数】4页(P374-377)
【作者】袁兆静;李如琰
【作者单位】上海市轴承技术研究所,上海201801;上海市轴承技术研究所,上海201801
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
【相关文献】
1.基于小样本扩充的自润滑关节轴承磨损寿命评价技术 [J], 李如琰;苏文文;张翔
2.自润滑关节轴承磨损寿命影响因素分析 [J], 李彦伟;林晶;赵颖春;宋超
3.自润滑关节轴承磨损量在线测量精度的影响因素 [J], 林晶;张艳;张令;李彦伟;赵
颖春
4.自润滑关节轴承磨损性能研究 [J], 杨育林;房兴明;吴峰
5.自润滑向心关节轴承磨损寿命模型 [J], 卢建军;邱明;李迎春
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关节轴承损坏分析及检修注意事项
在日常的应用中轴承会遇到各种各样的问题。
轴承的损坏是最让人头疼的事情。
而且不是所有损伤的轴承都可以修复,但是在更换的每一个损伤轴承和修复轴承之前,必须对其损坏的原因和程度进行评估以避免或减少再次损伤。
引起轴承损伤的原因很多,诸如安装不当、污物侵入或水分侵入等是很多轴承早期损伤的常见原因。
轴承的常见损坏原因分析以及相应的能延长关节轴承寿命的预防措施。
A.操作不当:
安装、操作或拆卸不当可能引起保持架变形或缺损
预防措施:使用合适的操作、安装和拆卸工具
B.润滑不充分:
润滑不充分或不当可能导致元件擦伤或者严重的轴承变形
预防措施:改进润滑系统,定时恰当地补充或更换润滑剂
C.生锈与腐蚀:
接触水可能导致轴承元件蚀损并生锈。
锈蚀损伤后的轴承在工作时可能导致剥落
预防措施:定期检查密封,保证良好的密封效果,正确储存关节轴承
D.电流:
关节轴承转动时通电可能导致出现凹槽或刻痕。
轴承静止时,电气操作接地不当会导致轻微的烧伤
预防措施:在对轴承以外的部件焊接前通过适当接地连接减少或避免电流通过轴承
E.外部材料:
磨损性颗粒污染和碎片侵入可能导致轴承工作面磨损、擦伤和凹陷
预防措施:清除侵入颗粒和碎片,更换润滑剂,检查密封系统
F.偏心:
偏心、倾斜或过大负荷可能导致几何应力集中或表面剥落
预防措施:精确加工轴承座和挡肩
对关节轴承设备的定期检修、运转及外围零件改换时被拆卸下来的轴承中止搜检时,需求依次判别次轴承零件能否可再次运用和记录运用状况的好于坏。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械设备中常见的转动部件,对于提高设备的工作效率和延长使用寿命具有重要意义。
本文将主要分析自润滑关节轴承的接触性能,通过理论分析、实验验证以及仿真模拟相结合的方式,对自润滑关节轴承的接触应力、摩擦性能、润滑性能等关键问题进行深入探讨。
二、自润滑关节轴承结构及工作原理自润滑关节轴承主要由内圈、外圈、滚动体以及自润滑材料层构成。
在转动过程中,通过滚动体在内、外圈之间滚动,实现设备的旋转运动。
自润滑材料层则具有较好的摩擦磨损性能和润滑性能,能够在一定程度上减少摩擦和磨损,提高轴承的使用寿命。
三、接触性能分析(一)接触应力分析自润滑关节轴承在承受载荷时,接触应力是重要的参数之一。
接触应力的大小直接影响到轴承的寿命和运行性能。
通过对自润滑关节轴承的几何结构和载荷分布进行理论分析,可以得出接触应力的分布规律。
同时,通过实验验证和仿真模拟,可以进一步验证理论分析的正确性。
(二)摩擦性能分析自润滑材料层的摩擦性能对于轴承的运转至关重要。
在运转过程中,由于摩擦作用,会产生热量和磨损。
通过分析自润滑材料层的摩擦系数、磨损率等参数,可以评估其摩擦性能的优劣。
此外,还可以通过添加润滑剂、改进材料配方等方式,提高自润滑材料层的摩擦性能。
(三)润滑性能分析自润滑关节轴承的润滑性能直接影响到其运行效率和寿命。
在分析润滑性能时,需要考虑到润滑剂的种类、供油方式、供油量等因素。
通过理论分析和实验验证,可以得出不同工况下最佳的润滑方案,从而提高轴承的润滑性能。
四、实验验证与仿真模拟为了验证上述理论分析的正确性,需要进行实验验证和仿真模拟。
实验验证可以通过对自润滑关节轴承进行静态和动态的摩擦磨损试验,以及在不同工况下的运行试验,得出实际运行中的接触应力、摩擦系数、磨损率等数据。
仿真模拟则可以通过建立精确的三维模型,利用有限元分析等方法,对自润滑关节轴承的接触性能进行数值模拟和分析。
ISSN 1Q Q Q-3762轴承2017 年9期CN41 -1148/T H Bearing 2017, No. 949 -51DOI:10.19533/j. issnlOOO -3762.2017.09.013自润滑关节轴承磨损寿命影响因素分析李彦伟,林晶,赵颖春,宋超(中国航空综合技术研究所,北京100028)摘要:为了研究影响自润滑关节轴承磨损寿命的主要因素及其规律,基于自润滑关节轴承寿命计算公式,确定 了影响自润滑关节轴承磨损寿命的主要因素为载荷、摆动频率、温度,在不同水平下对每个影响因素开展了磨 损寿命试验。
结果表明:自润滑关节轴承磨损寿命随载荷和摆动频率的增大而减小;在低于常温的范围内,随 温度的增大而增大;在高于常温的范围内,随温度的增大而减小。
关键词:自润滑关节轴承;磨损寿命;影响因素中图分类号:TH133.31;TB114.3 文献标志码:B 文章编号= 1000 -3762(2017)09-0049-03 Analysis on Influencing Factors of Wear Life for Self - Lubricating SphericalPlain BearingsLi Yanwei,Lin Jing,Zhao Yingchun,Song Chao(China Aero -Polytechnology Establishment, Beijing 100028 ,China)Abstract : In order to research main factors influencing wear life of self - lubricating spherical plain bearings and the rules,the major factors influencing wear life are determined based on life calculation formula,including load,oscillation frequency and temperature. The wear life tests for each influencing factor are carried out under different levels. The results show that the wear life decreases with the increase of load and oscillation frequency. The wear life increases with increasing temperature when the temperature is lower than normal temperature and decreases with increasing temperature when the temperature is higher than normal temperature.Key words :self - lubricating spherical plain bearing;wear life;influencing factor自润滑关节轴承是在关节轴承的内、外圈相 对运动接触表面覆盖一层聚四氟乙烯(PTFE)等 低摩擦因数的自润滑材料,具有低摩擦、长寿命的 特点[1_2]。
自润滑关节轴承的寿命通常指磨损寿命,在 寿命计算中,滑动表面的磨损是失效的基本判别 依据。
目前,国内外关于自润滑关节轴承磨损寿 命影响因素具有一些研究成果。
文献[3]研究了 滑动距离、承受压力、介质等对PTFE复合材料摩 擦磨损特性的影响,但未开展装在自润滑关节轴 承上的PTFE复合材料摩擦磨损特性影响因素研 究;文献[4]对自润滑关节轴承的衬垫材料、摆动 频率和前处理方法等磨损寿命影响因素进行了研 究,但未综合考虑压力、温度等工作条件因素。
为收稿日期=2016 -11-04;修回日期=2017 -03-19作者简介:李彦伟(1984—),男,工程师,主要从事轴承科研 标准与试验研究及管理,E - mail :liyanwei3000@ 126. com。
此,重点研究接触应力、滑动速度、温度等单因素 对自润滑关节轴承磨损寿命的影响规律及机理。
1影响因素目前国内普遍采用JB/T 8565—2010《关节轴承额定动载荷与寿命》中的公式计算自润滑关 节轴承寿命j KM CdL =ak aT ap av az,⑴式中:ak为载荷特性寿命系数;aT为温度寿命系 数;ap为载荷寿命系数(主要与接触应力有关);〜为滑动速度寿命系数;\为轴承质量与润滑寿命系数;心为与摩擦副材料有关的系数;C d为额 定动载荷^为滑动速度;P为当量动载荷。
由(1)式可知,对于相同型号的自润滑关节轴 承,其磨损寿命的影响因素主要包括接触应力、滑 动速度和温度。
• 50 •《轴承》2017.胁.92 试验2.1试样及试验设备将每个影响因素根据工作条件分为不同水 平,在每种水乎下分别对3套自润滑关节轴承进 行磨损寿命试验,取其平均值作为试验结果。
试 样为XRA12自润滑关节轴承(图1),内径为12 mm,外径为22 mm;内圈材料为9018不锈钢,外 圈材料为17 -4PH不锈钢。
试验设备采用自润滑 关节轴承低速摆动磨损寿命试验机(图2)@图1自润滑关节轴承Fig. 1Self - lubricating spherical plain bearing1一扭矩标定装置;2—位置调整机构;3—摆动油缸;4一扭矩传感器;5—波纹管联轴器;6—加载杆;7—立柱;8—载荷传感器;9一直线油缸;10 —电液伺服阀;11一横梁;12—连接凸缘;13—工装;14 一工作台;15—外接测量杆;16—支腿图2自润滑关节轴承低速摆动磨损寿命试验机 Fig. 2 Low speed oscillation wear life tester for self - lubricating spherical plain bearing2.2试验方法按照 ARP5448/3《Plain Bearing Low Speed O scillation Test》进行试验,试样安装在轴承座中 ,夕卜圈与轴承座、内圈与芯轴之间的配合均为0〜0.025 m m的间隙配合,将轴承座、试样和芯轴安 装在试验机上,夹紧内圈两侧面,通过径向位移测 量系统测量轴承衬垫磨损量试验环境温度在规 定温度的±3 °C范围内&将接触应力施加到轴承 上,至少保持15 min,再将径向位移测量系统清 零。
驱动内圈使其绕〇°位置摆动靈少±25°,直至 25 000个周期摆动结束,获取最终的轴承衬垫磨损量。
衬垫磨损量决定自润滑轴承的寿命,磨损 量越小,寿命越长。
JB/T 8565—2010提出关节轴 承滑动速度的计算公式为r = 2.908 9 x UK4肌,(2)式中:/为摆动频率;0为摆角;久为滑动球面公 称直径。
由此可知,当0和久固定不变时,/和^ 成正比。
摆动频率对自润滑关节轴承磨损寿命的 影响反映了滑动速度对自润滑关节轴承磨损寿命 的影响,因此用摆动频率代替滑动速度进行试验。
3 结果与分析3.1接触应力的影响在摆动频率1Hz,温度25 °C,接触应力分别 为100,150,250 M Pa下进行磨损寿命试验。
接触 应力对衬垫磨损量的影响曲线如图3所示。
由图 可知,自润滑关节轴承的磨损量随接触应力的增 大而增大,且接触应力越大,磨损量越大,250 M Pa 下自润滑关节轴承衬垫的磨损量约为1〇〇 MPa下 的3倍。
相应得到,自润滑关节轴承磨损寿命随 接触应力的增大而减小,接触应力越大,寿命减小 的速率越大。
图3接触应力对衬垫磨损量的影响曲线Fig. 3 Influencing curve of contact stress on wear extent of liner 接触应力变化会影响自润滑关节轴承的力学 性能。
接触应力越大,内、外圈摆动将在接触面产 生更多的摩擦热,使衬垫的变形和剥落更大,导致 关节轴承自润滑能力下降,进而发生,更严重的粘 着磨损和磨粒磨损,导致轴承磨损严重,寿命减小D 3.2摆动频率的影响在接触应力150 MPa,温度25 °C,摆动频率分 别为0.2,1,2 Hz下进行磨损寿命试验。
摆动频率 对衬垫磨损量的影响曲线如图4所示。
由图可 知,自润滑关节轴承衬垫的磨损量随摆动频率的 增大而增大,且摆动频率越大,磨损率越大,2 H z 摆动频率时衬垫的磨损量为〇.2 Hz摆动频率的 4. 4倍。
相应得到,自润滑关节轴承磨损寿命随摆李彦伟,等:自润滑关节轴承磨损寿命影响因素分析• 51 •动频率的增大而减小,摆动频率越大,寿命减小的 速率越大。
在摆动过程中,摆动频率增大,摩擦副滑动速 度增大,使对偶面无法形成连续均勻的润滑转移 膜,轴承的自润滑效果差。
随着摆动频率增大,摩 擦副滑动速度增大,摩擦副接触面的剪切应力增 大,磨损过程中产生更大的热应力且加重摩擦副 对偶面上的剪切拉伸,加剧了摩擦副对偶面上润 滑转移膜的脱落,形成大量的磨屑,从而引起自润 滑层表面龟裂,且发生塑性变形,甚至出现剥落,此状态下衬垫材料发生更严重的粘着磨损,故加 重了自润滑关节轴承的磨损,导致轴承寿命减小。
3.3温度的影响由于自润滑关节轴承的使用温度范围为-54〜163 °C,所以取2个极限温度进行试验。
分 析试验结果发现,高、低温下自润滑关节轴承的寿 命均小于常温下的磨损寿命,为此,增加〇,1〇〇°C 这2个温度。
在接触应力150 MPa,摆动频率1Hz,温度分 别为-54,0,25,100,163 °C下进行磨损寿命试验,温度对衬垫磨损量的影响曲线如图5所示。
Fig. 5 Influencing curve of temperature on wear extent of liner 由图可知,在低于常温的范围内,自润滑关节 轴承衬垫的磨损量随温度的升高而减小,且温度 越高,磨损率也越大,-54 °C时的衬垫磨损量约为 25 °C的3倍。
相应得到低于常温的范围内,自润滑关节轴承磨损寿命随温度的升高而增大,温度越高,寿命增大的速率越大。
在高于常温的范围内,自润滑关节轴承衬垫的磨损量随温度的升高而增大,但随着温度的升高,磨损率变化并不明显,163 °C时的衬垫磨损量约为25 °C的1.5倍。