35CrMo/GCr15摩擦副摩擦磨损特性实验研究

摘要

本文主要对35CrMo/GCr15摩擦副在润滑状态下的摩擦磨损特性进行了研究，并据此提出了相应的改善措施。35CrMo/GCr15摩擦副是游梁式抽油机的横梁支撑轴和无内圈滚针轴承组成的摩擦副。
　　试验在济南试验机厂生产的MRH-3型摩擦试验机上进行，摩擦副采用环-块接触方式。对35CrMo/GCr15摩擦副在3＃锂基脂润滑状态时，不同工况下的摩擦行为开展了试验。采用单因素实验方法对比了该摩擦副在不同载荷、速度、表面硬度和粗糙度下的摩擦系数和磨损率的变化规律。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等材料表面分析测试设备对35CrMo钢的磨痕表面进行了微观观测，并对不同工况下的主要磨损类型和磨损机理进行了分析。
　　试验表明:平均摩擦系数和磨损率都随着载荷的增大而增大。低载荷下，主要以犁削失效为主;高载荷下，主要以粘着磨损为主。转速的影响比较显著。800r/min的时候，摩擦系数和磨损率都是最低的。低速下(400r/min)，主要以犁削失效为主;中速(800，1200r/min)下，磨粒磨损和粘着磨损同时存在。高速下(1600r/min)，主要以粘着磨损和疲劳磨损为主。随着硬度的增大，平均摩擦系数呈上升趋势;磨损率呈下降趋势。硬度较低时，主要以磨粒磨损和疲劳磨损为主，疲劳剥落现象较严重;硬度较高时，主要以磨粒磨损为主。硬度越高，耐磨性越好。随着粗糙度的增大，平均摩擦系数先缓慢增大，后急剧减小，说明粗糙度存在一临界值，在此之后，摩擦系数对粗糙度的变化比较敏感，但磨损率总体上随着粗糙度的增大而增大。
　　通过对不同工况下的摩擦试验结果加权分析得知:影响横梁支撑轴磨损的主要因素是轴的硬度和表面粗糙度。其中，硬度的影响更为显著。存在几组较优工况，使得该摩擦副的耐磨性能较好，同时传动效率也较高。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外摩擦学研究动态

1．2．1 国外摩擦学研究现状

1．2．2 国内摩擦学研究现状

1．3 摩擦、磨损的基本概念及磨损的分类

1．3．1 磨粒磨损

1．3．2 疲劳磨损

1．3．3 粘着磨损

1．3．4 腐蚀磨损

1．4 磨损表面的外观表现

1．5 磨损的评定方法

1．6 本文主要内容

1．7 本章小结

第2章 抽油机受力分析及横梁支撑轴摩擦副性质

2．1 游梁式抽油机的运动学分析

2．1．1 几何分析

2．1．2 轴承滚针转速计算

2．1．3 轴承滚针所受最大载荷计算

2．2 摩擦副的表面性质

2．2．1 固体的表面形貌

2．2．2 常用的减磨措施

2．3 本章小结

第3章 35CrMo／GCr15摩擦副摩擦磨损实验

3．1 实验材料及制备

3．1．1 试验材料的选择

3．1．2 摩擦副结构图及试验简化图

3．1．3 试件的加工制备

3．2 实验设备、性能及工作原理

3．3 实验参数及润滑剂的选择

3．3．1 试验参数的选择

3．3．2 润滑剂的选择

3．4 试样清理和检测方法

3．5 试验方案

3．5．1 试验方法

3．5．2 摩擦系数和磨损量的测量

3．6 本章小结

第4章 摩擦磨损实验及结果分析

4．1 表面粗糙度对摩擦磨损的影响

4．1．1 本试验参数及数据

4．1．2 实验结果分析

4．2 表面硬度对摩擦磨损的影响

4．2．1 本试验参数及数据

4．2．2 实验结果分析

4．3 载荷对摩擦磨损的影响

4．3．1 本试验参数及数据

4．3．2 实验结果分析

4．4 速度对摩擦磨损的影响

4．4．1 本试验参数及数据

4．4．2 实验结果分析

4．5 不同工况条件对摩擦磨损影响程度的加权综合比较

4．6 本章小结

第5章 摩擦磨损机理分析

5．1 载荷对摩擦磨损的影响机理分析

5．2 相对运动速度(频率)对摩擦磨损的影响机理分析

5．3 硬度对摩擦磨损的影响机理分析

5．4 粗糙度对摩擦磨损的影响机理分析

5．5 优化与改善减摩耐磨措施

5．5．1 合理硬度的选择

5．5．2 合理粗糙度的选择

5．6 本章小结

结论与展望

本文主要结论

后续工作展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所发表的学术论文