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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在液氢、液氧超低温条件下，滚动轴承无法采用润滑油和润滑脂进行润滑，只能采用固体润滑，轴承正常运转所需要的固体润滑转移膜来自于磨损的保持架材料，目前的保持架材料润滑性能和承载能力很难满足轴承设计寿命要求。因此，研制新型自润滑保持架材料来解决超低温工况下轴承的延寿问题，具有重要意义。本文首先分析了保持架的工况条件及超低温条件下与保持架有关的轴承主要失效形式，总结出在超低温工况下，轴承保持架材料应具备的基本特性，即较低的摩擦系数、和对偶材料有较强的粘着力、良好的耐磨性和导热性。以此为依据，结合自润滑复合材料设计准则，并参照现有保持架材
2、料配方，确定以聚四氟乙烯为基体，向其中分别添加PHB,PAB,Salox增强剂和润滑剂MOS2的四组保持架材料成份设计方案。为了获得性能良好的保持架材料，研究了自润滑复合材料成型工艺条件，确定了合理的搅拌速度、压制压力和烧结温度曲线。对四组自润滑保持架材料的成份设计方案，逐一进行了材料摩擦学性能考察和显微结构分析。在前三组方案中，考察了增强剂PHB含量的变化对材料摩擦学性能的影响;第四组方案中考察增强剂Salox含量的变化对材料摩擦磨损性能的影响。通过对四组方案材料摩擦磨损性能的分析和对比，确定出自润滑复合材料的成份为:PTFE,PHB,PAB。在此基础上，通过
3、实验研究了增强剂的交互作用对材料摩擦学性能和冲击性能的影响，优选出两种材料的成份配t匕。利用环环实验机模拟超低温实验环境，研究了上述两种复合材料分别和9Crl8钢环配副在液氮介质中摩擦学性能。通过对9Cr18钢环和复合材料表面显微结构的分析，探讨了复合材料在超低温条件下的磨损机理。研究结果表明，其中一种材料的综合性能较现有材料有较大改进，它易于在对偶面上形成转移膜，摩擦系数较小，有良好的冲击韧性，将这种复合材料加工成保持架，组装成了新型轴承。关键词保持架;轴承;复合材料:自润滑哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIncryogeniccondition
4、s,suchasliquidhydrogenandliquidoxygen,wherelubricatingoilandgreasecan'tbeadopted,rollingbearingscanonlybelubricatedbysolidlubricants.Thesolidtransferfilmthatisessentialtotheproperoperationofbearingscomesfromthematerialsofwornretainers.Atpresent,itisdifficultforthelubricationperforman
5、ceandload-caryingcapacityofretainermaterialstomeettherequirementsofdesignedbearings'life.Therefore,itisimportanttostudytheproblemsonhowtoprolongthecryogenicbearinglifebyadoptingnewself-lubricatingretainermaterialsInthisthesis,firstly,theworkingconditionsofretainerandbearing'smainfail
6、uremodesthatrelatedtoretainerincryogenicconditionsareanalyzed,andthebasicpropertiesthattheretainershouldexhibitincryogenicconditionsaresummarized,includinglowfrictionparameters,strongstickforcewithmatingmaterials,suitablewearresistanceandgoodheattransferability.Then,referredtodesignr
7、ulesofself-lubricatingcompositematerialsandtheexistingcompositionofretainermaterials,fourgroupsofretainermaterialsaredesigned,inwhichtheintensifiersPHB,PAB,SaloxandthelubricantMOS2arerespectivelyaddedtothebasematerialPTFE.Inordertoobtainexcellentpropertiesofretainermaterials,thefabri
8、cationproces
