基于微观形貌检测的滚动直线导轨副磨损机理研究

发布时间：2024-03-29 18:40

　　滚动直线导轨副运转时,导轨、滑块,钢球的相对运动会产生金属摩擦,这种摩擦会带来滚道、钢球的磨损。摩擦磨损的状态会影响滚动直线导轨副的寿命、精度、摩擦力、振动等,进而影响滚动直线导轨副的性能。在一定条件下,磨损的机理是相同的,但实际中的磨损往往不是一种磨损机理在起作用,而是综合作用的结果。所以基于微观形貌检测探究滚动直线导轨副摩擦磨损机理及摩擦磨损特性对于提高导轨副的性能具有深刻意义。首先,用扫描电镜和泰勒表面干涉仪对跑合磨损后的二维磨损形貌和三维磨损形貌的观测,探究滚动直线导轨副的磨损特性。用X射线应力测定仪、显微硬度计、光学显微镜和扫描电镜、能谱仪对导轨副未跑合区、加减速区、匀速区滚道面的残余应力、硬度梯度、金相组织、元素分布进行检测,探究滚动直线导轨副滚道的微观性能由于摩擦磨损引起的变化规律。其次,用扫描电镜和白光干涉仪进行二维磨损形貌和三维磨损形貌的观测,提取滚动直线导轨副摩擦磨损后的主要特征形貌来确定相应的磨损机理,对具有代表性的磨损形貌进行定量分析。用扩展有限元法的加速疲劳裂纹萌生和扩展的仿真来进一步了解裂纹在不同位置时的扩展过程,探究了滚动直线导轨副的疲劳失效机理。对滚动直...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 滚动直线导轨副磨损机理研究现状
        1.2.1 材料摩擦磨损的国内外研究现状
        1.2.2 导轨副摩擦磨损的国内外研究现状
    1.3 课题目的及主要研究内容
        1.3.1 课题背景及目的
        1.3.2 研究的主要内容
    1.4 研究思路与技术路线
    1.5 本章小结
2 滚动直线导轨副磨损前后的微观形貌及性能检测
    2.1 滚动直线导轨副磨损形貌及磨损特性
        2.1.1 扫描电镜下的磨损形貌分析
        2.1.2 泰勒表面干涉仪下的磨损形貌分析
    2.2 滚动直线导轨副残余应力分析
        2.2.1 未跑合导轨残余应力
        2.2.2 跑合后导轨及滑块残余应力
    2.3 滚动直线导轨副硬度梯度分析
        2.3.1 未跑合导轨硬度梯度
        2.3.2 跑合后导轨及滑块硬度梯度
    2.4 滚动直线导轨副金相组织分析
        2.4.1 未跑合导轨金相组织
        2.4.2 跑合后导轨及滑块金相组织
    2.5 本章小结
3 滚动直线导轨副磨损机理及磨损预测模型
    3.1 滚动直线导轨副的磨损机理
        3.1.1 磨粒磨损和粘着磨损机理
        3.1.2 疲劳磨损机理
    3.2 滚动直线导轨副受载时接触角变化分析
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 仿真结果
    3.3 滚动直线导轨副粘着磨损和磨粒磨损预测模型的初步建立
    3.4 本章小结
4 基于试验数据完善滚动直线导轨副的磨损预测模型
    4.1 滚动直线导轨副材料摩擦磨损试验对模型的完善
        4.1.1 不同载荷下的磨损试验
        4.1.2 不同转速下的磨损试验
        4.1.3 材料摩擦磨损试验数据对模型的完善
    4.2 滚动直线导轨副精度保持性试验对模型的完善
        4.2.1 垂直平行度的精度保持性试验
        4.2.2 摩擦力试验
        4.2.3 精度保持性试验数据对模型的完善
    4.3 本章小结
5 总结和展望
    5.1 论文研究的主要内容和成果
    5.2 研究工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3941136