在干摩革命擦和46号油润滑条件下滑动导轨副的爬行性能研究.pdfVIP

第 卷 年 第 期 摩 擦 学 学 报 ! , 《〕 , 研究论文 一 在干摩擦和 号油润滑条件下滑动 导轨副的爬行性能研究 丁 建 宁 江苏理工大学机械制造工程系 镇江 摘要 针对金属切削机床 特别是数控机床 等机械设备中工作台沿着导轨低速运动时发生的爬行 现象 , 建立了模拟滑动导轨副的试验台架 利用这种试验台架分别在干摩擦和 号油润 滑条件 下 , 对滑动导轨副的爬行性能进行了模拟试验研究与考察 , 并且讨论了接触压力对具有固体润滑涂 层的滑动导轨副防爬性能的影响 结果表明 , 摩擦引起法向接触振动导致摩擦系数随着滑动速度 的增加而下降是产生爬行的直接原因 , 不同接触压力下固体润滑涂层滑动导轨副发生爬行的程度 不同 在此基础上 , 提出用 一 阳 产 动作为评价滑动导轨副防爬性能的准则 时的防爬 性能差 , 在 一 之间时的防爬性能一般 , 簇。 时的防爬性能良好 此外 , 还针对性 地提出了防爬措施 关键词 干摩擦 , 油润滑 , 导轨 , 接触压力 , 爬行性能 , 防爬措施 前言 在机床等机械设备的工作台沿着导轨的滑移速度或距离很小的情况下 , 通常都会发生 爬行现象 这会造成工作台的运动不均匀 , 降低其移动精度和灵敏度 , 致使加工精度和质量 下降 , 同时还会导致机床传动系统产生附加动载荷引起刀具磨损加剧甚至折断 , 而且导轨的 磨损也随之增大 研究表 明 , 减小动 、 静摩擦系数之间的差值 , 提高传动系统的刚度和阻尼 比 , 都能够收到 一定 的防爬效果 降低载荷能够减小金属材料导轨的爬行程度 , 可就高弹性材料和无定形聚 合物材料导轨而言 , 接触压 力越高 , 其防爬性能越好 , 利用聚 四氟乙烯 材料所制导 轨副的防爬性能也很好 含油性 添加剂的各种导轨油都具有不同程度的防爬能力 〔‘〕 , 在工业 用 一 和 一 机械油 , 以及 一 汽轮机油中加入液晶添加剂也都具有一定的防爬效 果川 本文对几种材料摩擦副分别在干摩擦和 号油润滑条件下的爬行特性进行了试验 研究与分析讨论 , 并且提出了相应的防爬措施 试验部分 测定运动副的临界爬行速度 和静 、 动摩擦 系数的试验装置如图 所示 当改变传力 弹簧 的刚度 时 , 爬行幅值就随之变化 , 因而可以利用其对运动副的摩擦系数和爬行现 象进行研究 试验台为无级变速 , 通 过磁 电传感器 和测速仪测定转 动速度 静 、 动摩擦 力 由拉力传感器 测出并显示于函数仪 上 , 再通过数值处理便可以得到摩擦系数 曲 一 一 收到初稿 , 一 一 收到修 改稿 第 期 丁建宁 在干摩擦和 号油润 滑条件下滑动导轨副的爬行性能研究 线 当试块爬行时 , 通过位移传感器 便可以在函数仪上得到图 所示的理论爬行曲线 试验结果与讨论 摩擦系数 一 滑动速度特性 在滑动摩擦过程 中 , 当滑动表面微 凸体受到偶件表面微凸体的微脉冲作用时会产生法 向振动 , 而且滑动速度越高 , 振幅越大 , 滑 块的平均水平面越高 , 实际接触面积和摩 擦力都越小 因此 , 由摩擦引起的接触振 动可以使滑动摩擦力降低 , 而 由微振 引起 的接触振动则可使静摩擦力降低 图 所 示 为干摩擦和 号油润滑条件下不 同材 料的静 、 动摩擦系数差值 △产 随着滑动速 度变化的关系曲线 可以看出 , 种涂层材 料 自摩擦副在油润滑下的 △产值均 比干摩 擦下的高 分析认为 , 这可能是 由于在干 摩擦过程中 , 涂层材料发生转移并在偶件 表面形成转移膜且对表面凹坑起填充作用 而使接触振动减小的缘故 在油润滑时 , 因 为偶件表面很难形成 固体润滑转移膜 , 所 以 油润滑条件下的△产值比干摩擦下的高 由静止到滑动的骤然加速会增大接触 振动的振幅 , 降低摩擦力而使滑块 继续滑 动 , 然而因其受到外部弹性约束会逐渐减 速 这能减小法向接触 振动振幅 , 增大摩 成中一 、 详 , , , , , , , , 一 , , , 图 试验装置简明示意图 减速器 , 传力弹簧 , 底盘 , 拉 力传感器 , 试块 , 磁电传感器 , 转速数显仪 , 稳压 电源 , 电机 , 控制器 , 位移传感器 函数仪 擦力而使滑块继续减速 , 而且在某些情况 下 还会使滑动停止 但是 , 由于此时弹性传动的牵引力增大 , 滑块可以重新滑动 在每次滑 声别 加 加 一一 ! 一 , , 一 图 理论爬行曲线示意图 没有发生爬行 , 不稳定 , 爬行 动时 , 法 向对称接触振动的振幅增大 , 自振滑动不仅向 前急冲 , 而且还会沿着两轴向产生跳跃 本文定义滑 块不产生跳跃时的速度为临界爬行速度 。 从试验 台上测得的几种不同材料摩擦副分别在干摩擦和 号 油润 滑 下的 值均如表 所列 需要 指 出