基于磁控濺射離子鍍技術(shù)的精密球軸承設(shè)計分析與試驗研究.pdf

1、軸承是應(yīng)用廣泛的重要機械基礎(chǔ)件，是載荷支撐件和運動連接件，在機械產(chǎn)品中具有極其重要位置，有“工業(yè)關(guān)節(jié)”之稱，因而，軸承的性能對主機性能有很大影響。為了滿足高精度主機快速發(fā)展的需要，軸承必須具有低振動、低噪聲、低摩擦、耐磨損、耐高溫、抗重載等方面的性能要求，以及諸如在高真空、耐腐蝕、高輻射等特殊環(huán)境下的工作能力。對于復(fù)雜的工況條件和工作環(huán)境，單一的軸承材料已不能滿足使用要求，需綜合應(yīng)用各種技術(shù)措施對軸承零件進行改性處理，特別是表面改性技術(shù)

2、，以改善其表面性能和拓寬軸承的應(yīng)用范圍，進而提高軸承的綜合使用性能，是當(dāng)前重要的發(fā)展趨勢。本文以6204滾動球軸承為研究對象，應(yīng)用現(xiàn)代表面工程技術(shù)、機械優(yōu)化設(shè)計理論和有限元分析等方法，研究開發(fā)一種基于表面鍍層的精密滾動球軸承的設(shè)計制造技術(shù)。
　　 1、應(yīng)用非平衡閉合場磁控濺射離子鍍技術(shù)，成功實現(xiàn)了滾動軸承鋼球的表面鍍層。開發(fā)了適合磁控濺射離子鍍設(shè)備應(yīng)用的鋼球鍍膜工藝裝備，研究了鍍層結(jié)構(gòu)和性能的檢測及試驗方法，測試和分析了鍍層的微

3、觀組織結(jié)構(gòu)、與基體結(jié)合強度、摩擦學(xué)特性、硬度及韌性等，獲得了與軸承鋼基體結(jié)合性好、具有良好的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的鍍層制備工藝方法，開發(fā)了適宜用于滾動軸承鋼球表面的CrC(含Cr7C3)復(fù)合鍍層和CrCN復(fù)合鍍層及其鍍膜工藝，為提高和改善滾動球軸承動態(tài)性能及擴大其應(yīng)用范圍提供了保證。
　　 2、以精密滾動球軸承的結(jié)構(gòu)與性能特點及鍍層性能特性為依據(jù)，應(yīng)用機械優(yōu)化設(shè)計理論和有限元分析方法，對精密滾動球軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了設(shè)計分析，形成

4、了基于鍍層鋼球的精密滾動球軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析設(shè)計方法。
　　 3、為驗證自潤滑鍍層及精密滾動球軸承的設(shè)計分析方法的正確性，設(shè)計了鍍層鋼球軸承性能的測試方案，應(yīng)用高性能軸承試驗臺，對軸承的振動、溫升、速度、載荷、斷油等性能以及壽命可靠性進行了試驗測試。結(jié)果表明：與無鍍層軸承相比，鍍層軸承具有振動低、溫升小、高速性好、承載能力強、斷油壽命長等特點，很好地提高軸承的性能可靠性和使用壽命，因此，鍍層技術(shù)是改善滾動軸承性能的有效途徑。