【摘 要】
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本文在HDM-20端面磨损试验机的试验参数基础上,选择适当尺寸的推力型和角接触型关节轴承为试验对象并设计了试验用夹具。试验过程中实时测量各工况下的摩擦力矩,使用红外热像
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本文在HDM-20端面磨损试验机的试验参数基础上,选择适当尺寸的推力型和角接触型关节轴承为试验对象并设计了试验用夹具。试验过程中实时测量各工况下的摩擦力矩,使用红外热像仪拍摄摩擦过程中轴承侧表面温度分布,使用红外探头直接测量轴承摩擦面的实时温度。同时开发了传感器与计算机的高速通讯程序,实现温度的自动测量、曲线显示和数据保存。温度场建模过程中,首先分析了轴承在轴向载荷下的接触应力,并根据试验所得摩擦力矩反推出动态摩擦系数,再结合接触应力及摩擦系数求出摩擦热流率。使用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,实现结构场与温度场的间接顺序耦合,进行了轴承非定常温度场有限元分析,最后检验了仿真结果的可靠性。仿真与试验结果表明:(1)该温度场计算模型解决了球面摩擦副摩擦系数的精确计算和热流率的时间-空间分配问题;(2)建模时忽略轴承球面间隙会直接影响接触应力分布的计算结果并造成温度场分布出现较大误差,考虑球面间隙可以得到更精确的轴承摩擦温度场;(3)轴向载荷下推力和角接触关节轴承的摩擦热集中在球面的底端产生,而轴承外壁与摩擦面存在较大的温差,因此根据轴承外表面温度判定轴承是否失效的传统测量方法也有待改进。
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