Абстрактный:Для изучения морфологических изменений поверхности колец подшипников после усиленного шлифования и проверки наличия микромасляных карманов в сочетании с экспериментами была проанализирована морфология поверхности колец подшипников до и после обработки, а микромасляные карманы на поверхности были проанализированы количественно. Результаты показывают, что после обработки усиленным шлифованием на поверхности кольца появляются очевидные морщины и большое количество мелких ямок, что подтверждает наличие микро «масляных карманов» и анализирует, что «масляные карманы» обладают сильной способностью аккумулировать масло. который может достичь самосмазывающегося эффекта.
Ключевые слова:Упрочняющее шлифование; морфология поверхности; Микромасляный карман; Емкость для хранения масла
0. Введение
Смазка очень важна для подшипников, и хорошая смазка может значительно снизить коэффициент трения и уменьшить износ. Для сложных и суровых рабочих условий традиционные методы смазки консистентной смазкой имеют значительные ограничения, в то время как самосмазывание подшипников может обеспечить безмасляную смазку подшипников или смазку с низким содержанием масла, эффективно повышая эффективность работы, обеспечивая рабочие характеристики подшипников и продлевая срок службы подшипников.
Технология упрочняющего шлифования подшипников — это новый метод обработки композитов, который сочетает в себе технологии «обработки упрочняющей пластмассы» и «шлифовальной микрорезки». В процессе упрочняющего шлифования абразивный материал, распыляемый под высоким давлением, вызывает образование складок и впадин на поверхности кольца подшипника [5-7]. Таким образом, в этой статье будет изучено наличие микро «масляных карманов» на поверхности кольца подшипника путем наблюдения за микроморфологией и анализа характеристик хранения масла в «масляных карманах», предлагая новые технологические идеи для достижения самосмазывания. кольца подшипника.
1. Тест
1.1 Испытательное оборудование и объекты испытаний
Технологическое оборудование, используемое в этом эксперименте, представляет собой шлифовальный станок для упрочнения колец подшипников, независимо разработанный профессором Лю Сяочу из Университета Гуанчжоу. Его основная конструкция включает в себя электромагнитную систему крепления без сердечника, устройство распыления и рециркуляции под высоким давлением для упрочнения шлифовального материала и систему автоматического управления.
Объектом испытательной механической обработки является кольцо радиального шарикоподшипника 6207 после термообработки и чистовой обработки, изготовленное из подшипниковой стали GCr15, с внешним диаметром 72,00 мм и шириной 10,00 мм. .
1.2 Приготовление экспериментальных упрочняющих абразивов
Упрочненный шлифовальный материал в эксперименте в основном состоит из шлифовального порошка (в основном состоящего из коричневого корунда), шлифовальной упрочняющей жидкости, литой стальной дроби и подшипниковой стальной дроби пропорционально их массовой доле. Состав упрочненного абразива представлен в таблице 1.
Таблица 1 Состав армированных шлифовальных материалов
1.3 План тестирования
Параметры обработки задаются следующим образом:
(1) Расстояние между соплом и поверхностью воротника составляет 45 мм;
(2) угол распыления составляет 45 градусов;
(3) скорость заготовки составляет 150 об/мин;
(4) Рабочее давление составляет 0,4 МПа;
(5) Время обработки составляет 5 минут.
После обработки с помощью технологии проволочной резки отрезают и пробуют неупрочненные и шлифованные кольца подшипников, а также упрочненные и шлифованные кольца подшипников. Выбирается идеальная площадь, и микроструктура поверхности двух образцов колец подшипника исследуется с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией (FESEM) с моделью JSM-7001F.
2. Результаты испытаний и анализ
2.1 Сравнение микроморфологии поверхности
Микроструктура поверхности образца кольца подшипника без упрочняющего шлифования, увеличенная в 1000 раз с помощью автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа, показана на рисунке 1.
Рис. 1 Микроскопическое изображение поверхности кольцевого образца без упрочняющего шлифования
Из рисунка видно, что морфология поверхности кольца подшипника относительно ровная, плоская, гладкая, без явных складок и ямок. Текстура четкая и равномерная. Причина в том, что кольца подшипников, которые не были усилены и отшлифованы, обработаны прецизионной обработкой, поэтому направление текстуры соответствует, шероховатость поверхности небольшая, но нет очевидных небольших ямок «масляных карманов», что не способствует хранение смазочного масла.
Микроструктура поверхности образца усиленного шлифованного кольца подшипника, увеличенная в 1000 раз с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией, показана на рисунке 2.
Рис. 2 Микроскопическое изображение поверхности образца усиленной шлифованной втулки
Из рисунка видно, что микроморфология поверхности колец подшипников стала беспорядочной, с неупорядоченными и размытыми текстурами, на поверхности появляются явные морщины и ямки. В процессе упрочняющего шлифования абразивный материал напыляется под высоким давлением на поверхность кольца, вызывая его упругопластическую деформацию, нарушение текстуры поверхности и появление большого количества мелких ямок. Из-за наличия небольших ямок подшипник лучше сохраняет молекулы масла в процессе смазки, достигая цели самосмазывания. Это указывает на то, что после усиленной обработки шлифованием в кольце подшипника появляются микро «масляные карманы», которые способствуют накоплению молекул масла, что может значительно снизить коэффициент трения при движении подшипника и уменьшить износ подшипника.
2.2 Количественный анализ размеров микроскопических «масляных карманов» на поверхности
После усиления процесса шлифовки на поверхности кольца подшипника появляется множество «масляных карманов», форма и размеры которых различны. Поэтому выбирается карта микроструктуры поверхности после сканирования и увеличения с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией в 5000 раз, и на карте выбираются шесть различных областей «масляных карманов», как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 «Нефтяные мешки» в шести разных регионах
Оцените фактическую площадь «масляного мешка» на основе соотношения изображений и используйте метод масляной пленки с одной молекулой, чтобы оценить диаметр молекулы масла, в результате чего диаметр d{{0}}.0 × 10-10 м, а по формуле площади окружности S=π d2/4 площадь поперечного сечения центра молекулы масла можно рассчитать как S масло=7,07 × { {9}}м2. Исходя из этого, можно рассчитать количество молекул масла, содержащихся в одном микроскопическом «масляном кармане», как показано в таблице 2.
Таблица 1 Площадь «масляного мешка» и количество молекул нефти, содержащихся в шести областях
Из Таблицы 2 видно, что морщины и небольшие ямки на поверхности кольца подшипника после обработки усиленным шлифованием, а именно микро «масляный карман», имеют сильную способность аккумулировать масло. Среди них областью с наименьшей площадью является S4, где в «масляном кармане» размещается примерно 6,36 × 107 молекул масла; Область с наибольшей площадью - S3, где «масляный карман» содержит примерно 1,62 молекулы масла × 108; Среднее количество молекул масла, которое может разместиться в микроскопических «масляных мешочках» шести различных областей, составляет около 1,17 × 108. Таким образом, по сравнению с кольцами подшипников, не подвергавшимися усиленной шлифовке, кольца подшипников, прошедшие усиленную шлифовку имеют большую емкость для хранения нефти. Микро «масляные карманы», образующиеся на поверхности после обработки, могут эффективно накапливать молекулы масла, достигая эффекта самосмазывания во время работы подшипника, уменьшая трение, уменьшая износ и продлевая срок службы подшипника.
3 Заключение
Морфология поверхности кольца подшипника после усиленной обработки шлифованием неупорядочена, имеет нечеткую текстуру и явные морщины и ямки, образуя микроскопический «масляный карман», способствующий накоплению молекул масла.
(2) Микро «масляный карман» на поверхности кольца подшипника после упрочняющей шлифовальной обработки обладает большой емкостью для хранения масла, что может снизить коэффициент трения, уменьшить износ, улучшить усталостную долговечность подшипника, добиться меньшего смазывания маслом, уменьшить добавление количества смазочных материалов, повышение эффективности работы и обеспечение эталона для достижения самосмазывающейся функции подшипника.
Подробнее о WBMКонический ролик:
Конический ролик является основным продуктом компании Henan Weichuang Bearing Precision Technology Co., Ltd. (WBM). Если вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, нажмите на веб-сайт, чтобы узнать больше.
