螺旋轨道摩擦计(SOT)桥接全尺度寿命测试之间的差距,以及与轴承球和血管材料结合滚珠轴承润滑剂的不切实际的加速寿命测试。SOT在现实的条件下运行并迅速产生结果,从而提供了在设计过程中早期选择选择润滑剂,球和种族材料的信息。

SOT基于简化的固定止推轴承,包括一个平面之间的一个球(见图)。SOT测量边界润滑滚动和枢转触点的润滑剂消耗和降解速率和摩擦系数。

螺旋轨道摩擦计是基于固定的扁平推力轴承。球在上部和下部平面梯之间挤压,而下平圈旋转,导致球在开口螺旋中轨道。

在具有受控力的下面和上座之间按压球,旋转下板。负载和旋转的组合使球在几乎圆形的轨道中移动,更精确地是开口螺旋。螺旋的间距与摩擦系数直接相关。在轨道的末端,球接触导板,将轨道恢复到其原始半径。轨道在整个测试中是可重复的。与引导板一起安装的力换能器测量球和引导板之间的力,该力直接涉及摩擦系数。如图所示,SOT可以在超高真空下运行(10-9托尔)或在大气压下的各种气体。通过改变负载力和球直径,可以在45和450n之间调节负载力,可以获得0.5和5.0GPa之间的平均偏振应力。球的轨道速度范围在1到100 rpm之间。

对于大部分的轨道,球经历纯滚动与枢轴;然而,当球接触到导板时,也会发生滑动。与导向板接触的时间被称为“擦洗”,是轨道上摩擦学最严重的部分,也是润滑剂发生磨损退化的主要时间。

通常,在测试开始时将少量润滑剂(≈50μg)施加到球上。这种微小的润滑剂量通常在一两天内降解。通过调节润滑剂和/或负载力的初始量,可以改变测试持续时间。当润滑剂发生故障时,测试终止。当摩擦系数超出预定极限时,定义失败,这通常是起始摩擦系数的两到三倍。然后量化润滑剂的寿命,因为完成球轨道的总数除以球上的初始润滑剂。通常,为每个条件和它们的结果进行四个测试,其结果在测试数据中平均统计显着性。可以比较各种材料的相对寿命,并且可以与真实应用中的相对寿命直接相关。

这项工作是由格伦研究中心的Stephen V. Pepper和William R. Jones, Jr.,有趣滚动接触的Edward Kingsbury和托莱多大学的Mark J. Jansen完成的。欲了解更多信息,请访问技术支持包(TSP)免费在线www.ivansarmy.com/tsp下的机械/自动化类别。

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本文首先出现在2007年2月的问题NASA技yabovip16.com术简介杂志。

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