40 Cr/石墨关节轴承摩擦学性能及磨损机理研究

• 作者: 梁杰 张志强 高金刚
• 来源期刊: 郑州大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 40Cr 石墨 自润滑关节轴承 摩擦学性能 磨损机理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 机械工程|Mechanical Engineering
• 页码范围: 65-70
• 页数: 6页
• 分类号: TH117.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2022.02.017

摘要

针对某核电阻尼器用自润滑关节轴承不允许使用聚四氟乙烯(PTFE)和铜材质零件的需求,研制了一种40Cr/石墨关节轴承.为了研究该液压阻尼器摆动工况对关节轴承的影响,首先通过自研的关节轴承负载模拟台对该关节轴承在10 kN的径向载荷、1 Hz的摆动频率和±5°的摆幅下进行了50000次摆动摩擦实验;然后利用实验过程中记录的摩擦力矩、径向磨损量和摩擦温度分析了石墨与40Cr长时间对摩的摩擦学性能变化;最后借助双束扫描电子显微镜所获取的石墨内圈微观形貌探讨了实验工况下该关节轴承的磨损机理.实验结果表明:在磨合阶段,磨损量、摩擦系数和温度呈现大幅提高,然后过渡到稳定磨损阶段,在稳定磨损阶段的后期,均呈现小幅上升趋势;轴承在整个摆动磨损过程中运动状态良好,无卡死现象,实验结束后轴承径向磨损量为112μm、内圈质量减少0.02 g;石墨内圈在不同接触位置上呈现不同的磨损机理,核心承压区主要为磨粒磨损、疲劳磨损和黏着磨损,非核心承压区主要为磨粒磨损.