球盤(pán)式高速滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研制及驗(yàn)證.pdf

1、隨著新材料技術(shù)、新加工方法、潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑介質(zhì)以及表面改性技術(shù)的發(fā)展，以M50、M50NiL、Si3N4等為例的航空摩擦副材料具有長(zhǎng)壽命和高可靠性特點(diǎn)，且運(yùn)行工況條件也極為苛刻，現(xiàn)有滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)不再能進(jìn)行苛刻工況條件下的滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)，而且國(guó)內(nèi)材料的滾動(dòng)接觸疲勞數(shù)據(jù)多是國(guó)外等同采用，因此本文旨在設(shè)計(jì)一臺(tái)球盤(pán)式高速滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，使其既能滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下金屬材料滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)要求，又能擴(kuò)展試驗(yàn)條件，用于開(kāi)展航空軸承材料、特

2、種工藝、復(fù)合涂層、表面強(qiáng)化、潤(rùn)滑材料等新技術(shù)的篩選試驗(yàn)。
　　首先，本文分析滾動(dòng)接觸疲勞的失效模式，對(duì)影響材料發(fā)生滾動(dòng)接觸疲勞失效的因素進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞壽命評(píng)價(jià)方法進(jìn)行討論?？偨Y(jié)振動(dòng)檢測(cè)常規(guī)信號(hào)并選擇均方根值和峰值作為試樣材料發(fā)生滾動(dòng)接觸疲勞時(shí)進(jìn)行報(bào)警的監(jiān)測(cè)參數(shù)。對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，確定試驗(yàn)機(jī)球盤(pán)點(diǎn)接觸摩擦副形式進(jìn)行滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)，按照試驗(yàn)試樣圓盤(pán)優(yōu)先失效的定向失效和加速疲勞的原則，分析和確定了試驗(yàn)機(jī)的

3、性能指標(biāo)。
　　然后，以試驗(yàn)機(jī)性能指標(biāo)為指導(dǎo)設(shè)計(jì)和研制球盤(pán)式高速滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，主要包括球-盤(pán)點(diǎn)接觸試件、加載機(jī)構(gòu)、支承軸系、動(dòng)力裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)六部分。同時(shí)使用 Soildworks 對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，使用ANSYS Workbench對(duì)試驗(yàn)機(jī)主軸進(jìn)行動(dòng)靜特性分析，靜力學(xué)分析中得到試驗(yàn)機(jī)主軸在最大載荷作用下的靜力變形圖(Total Deformation)、應(yīng)力分布圖(Equivalent von-Mise