油润滑航天轴承润滑状态及润滑剂流变特性的研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文油润滑航天轴承润滑状态及润滑剂流变特性的研究Studyonlubricationregimeofspacebearinglubricatedbylubricatingoilandrheologicalbehavioroflubricant学位申请人：曹佳伟指导教师：李航教授、王燕霜教授一级学科：机械工程二级学科：机械制造及其自动化学位类别：工学硕士2015年05月I独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：II摘要摘要影响轴承寿命的因素有很多，润滑是其中最重要的因素之一。近年来我国相继发射了许多卫星等空间飞行器。据资料显示：由于卫星系统中轴承润滑不良而出现的“卡死”是导致卫星失效的主要因素之一。由此可见润滑是决定航天轴承失效的主要原因。而航天轴承的润滑失效与接触副之间的摩擦特性和润滑剂的流变特性有关。因此，关于接触副之间的润滑状态以

3、及润滑剂的流变特性的研究是十分必要的。论文首先对模拟航天轴承的摩擦力试验机进行了改进。设计了一种新的温度加热和控制系统，使得改进后的试验机在温控系统方面更加精确和稳定。本文模拟航天轴承的真实工况，在改进后的试验机上测量了4129航天润滑油在裕油、乏油等润滑状态下不同速度、温度和载荷下的摩擦力，获得了在裕油与乏油状态下的摩擦特性曲线并对其润滑性能进行了分析。基于Evans-Johnson流变模型对该润滑油的流变参数进行了研究。测量4129润滑油从低温到高温下的运动黏度，得到了该润滑油的黏温曲线，利用Walther模型对其拟合，得到了

4、其黏温表达式。结果表明：该润滑油在低温下黏度对温度比较敏感。本文给出了一种图解法快速求解滚子-润滑剂系统剪切弹性模量和润滑剂剪切弹性模量的计算方法，同时在此基础上推导出了滚动轴承系统剪切弹性模量的计算公式。给出了一种求解平均极限剪切应力的计算方法。同时还给出了一种近似求解特征应力的求解方法。结果表明：剪切弹性模量随着压力的增大而增大，随入口油温和滚动速度的增大而减小；压力越大、入口油温和滚动速度越小，盘的柔量对剪切变形的贡献越大；当量半径对系统剪切弹性模量的影响不大。平均极限剪应力随着滚动速度和温度的增加而减小。本课题为航天轴承润

5、滑的工程应用提供了一定的理论依据，对多种模型的应用和流变学的研究提供了一些初步成果，为以后工作的开展打下了一定的基础。关键词：航天轴承；航天润滑油；润滑状态；摩擦特性；流变特性论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金(51105131)IIIABSTRACTABSTRACTLubricationhasanimportantinfluenceonbearing’slife.Recentlyourcountryhaslaunchedmanyspacecrafts.Bearinghasbeenwidelyusedinthesat

6、ellitesystem.Accordingtothedata:“Thejammingofthebearing”whichcausedbyinsufficientoilofbearingisoneofthemainreasonsofthefailureofthesatellite.Lubricationisakeyfactoronbearing’sfailure.Thefailureofspacebearinglubricationisrelatetothefrictioncharacteristicofcontactpairsa

7、ndtherheologicalcharacteristicofthelubricant.Therefore,researchonthelubricationregimeandtherheologicalcharacteristicofthelubricantisverynecessary.Firstlythefrictiontestrigwhichcansimulatetheactualworkingconditionsofspacebearingisimproved.Thetemperaturecontrollerisrene

8、wed.Afterimprovingthetestrigwillbecomeaccurateandstableinthetemperaturecontrolsystem.Thispaperintendstosimulatetheactualwork