Abstrakt:Um die morphologischen Veränderungen der Lagerringoberfläche nach verstärktem Schleifen zu untersuchen und das Vorhandensein von Mikro-Öltaschen zu überprüfen, wurde in Kombination mit Experimenten die Oberflächenmorphologie des Lagerrings vor und nach der Bearbeitung sowie die Mikro-Öltaschen analysiert " auf der Oberfläche wurden quantitativ analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass nach intensiver Schleifbearbeitung deutliche Falten und eine große Anzahl kleiner Grübchen auf der Oberfläche des Rings vorhanden sind, was das Vorhandensein von Mikro-„Öltaschen“ bestätigt und analysiert, dass „Öltaschen“ eine starke Ölspeicherkapazität haben. wodurch ein selbstschmierender Effekt erzielt werden kann.
Schlüsselwörter:Stärkung des Schleifens; Oberflächenmorphologie; Mikroöltasche; Ölspeicherkapazität
0. Einführung
Die Schmierung ist für Lager sehr wichtig, und eine gute Schmierung kann den Reibungskoeffizienten erheblich senken und den Verschleiß verringern. Bei komplexen und rauen Arbeitsumgebungen weisen herkömmliche Fettschmiermethoden erhebliche Einschränkungen auf, während die Lagerselbstschmierung eine ölfreie oder ölarme Schmierung der Lager erreichen kann, wodurch die Arbeitseffizienz effektiv verbessert, die Lagerleistung sichergestellt und die Lagerlebensdauer verlängert wird.
Die Lagerverstärkungs-Schleiftechnologie ist eine neue Verbundbearbeitungsmethode, die die Technologien „Verstärkende Kunststoffbearbeitung“ und „Schleif-Mikroschneiden“ kombiniert. Beim Festigungsschleifen verursacht das unter hohem Druck herausgespritzte Schleifmaterial Falten und Vertiefungen auf der Oberfläche des Lagerrings [5-7]. Daher wird in diesem Artikel das Vorhandensein von Mikro-„Öltaschen“ auf der Oberfläche des Lagerrings durch Beobachtung der Mikromorphologie untersucht und die Ölspeicherleistung der „Öltaschen“ analysiert, um neue Ideen für die Verarbeitungstechnologie zur Erzielung einer Selbstschmierung zu liefern des Lagerrings.
1. Testen
1.1 Prüfmittel und Prüfgegenstände
Die in diesem Experiment verwendete Verarbeitungsausrüstung ist eine kernlose Verstärkungsschleifmaschine mit Lagerring, die unabhängig von Professor Liu Xiaochu von der Universität Guangzhou entwickelt wurde. Seine Hauptstruktur umfasst ein elektromagnetisches kernloses Vorrichtungssystem, eine Hochdrucksprüh- und Recyclingvorrichtung zur Verstärkung des Schleifmaterials und ein automatisches Steuerungssystem.
Das Testbearbeitungsobjekt ist ein 6207-Rillenkugellagerring nach Wärmebehandlung und Endbearbeitung, der aus GCr15-Lagerstahl mit einem Außendurchmesser von 72,00mm und einer Breite von 10,00mm besteht .
1.2 Herstellung experimenteller verstärkender Schleifmittel
Das verstärkte Schleifmaterial im Experiment besteht hauptsächlich aus Schleifpulver (hauptsächlich bestehend aus braunem Korund), Schleifverfestigungsflüssigkeit, Gussstahlkugeln und Lagerstahlkugeln im Verhältnis zu ihrem Massenanteil. Die Bestandteile des verstärkten Schleifmittels sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 Zusammensetzung verstärkter Schleifmaterialien
1.3 Testplan
Die Verarbeitungsparameter werden wie folgt eingestellt:
(1) Der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche des Kragens beträgt 45 mm;
(2) Der Sprühwinkel beträgt 45 Grad;
(3) Die Werkstückgeschwindigkeit beträgt 150 U/min;
(4) Der Verarbeitungsdruck beträgt 0,4 MPa;
(5) Die Bearbeitungszeit beträgt 5 Minuten.
Nach der Bearbeitung werden die nicht verstärkten und geschliffenen Lagerringe sowie die verstärkten und geschliffenen Lagerringe mittels Drahtschneidetechnik geschnitten und beprobt. Der ideale Bereich wird ausgewählt und die Oberflächenmikrostruktur der beiden Lagerringproben wird mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FESEM) mit Modell JSM-7001F beobachtet.
2. Testergebnisse und Analyse
2.1 Vergleich der Oberflächenmikromorphologie
Die Oberflächenmikrostruktur der Lagerringprobe ohne verstärktes Schleifen, 1000-fach vergrößert mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop, ist in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1 Mikroskopische Aufnahme der Oberfläche der Ringprobe ohne verstärkten Anschliff
Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Oberflächenmorphologie des Lagerrings relativ regelmäßig ist, flach, glatt und frei von offensichtlichen Falten und Grübchen. Die Textur ist klar und regelmäßig. Der Grund dafür ist, dass die Lagerringe, die nicht verstärkt und geschliffen wurden, durch Präzisionsbearbeitung bearbeitet werden, so dass die Texturrichtung konsistent ist, die Oberflächenrauheit gering ist, aber keine offensichtlichen kleinen Gruben „Öltaschen“ vorhanden sind, was nicht förderlich ist Lagerung von Schmieröl.
Die Oberflächenmikrostruktur der Probe des verstärkten Bodenlagerrings, 1000-fach vergrößert mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop, ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2 Mikroskopische Aufnahme der Oberfläche der verstärkten Bodenhülsenprobe
Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Mikromorphologie der Lagerringoberfläche ungeordnet geworden ist, mit ungeordneten und verschwommenen Texturen und deutlichen Falten und Vertiefungen auf der Oberfläche. Beim Festigungsschleifprozess wird das Schleifmaterial mit hohem Druck auf die Oberfläche des Rings gesprüht, wodurch dieser eine elastisch-plastische Verformung erfährt, wodurch die Oberflächenstruktur ungeordnet wird und eine große Anzahl kleiner Grübchen entsteht. Aufgrund der kleinen Vertiefungen ist das Lager besser geeignet, Ölmoleküle während des Schmiervorgangs zu speichern und so das Ziel der Selbstschmierung zu erreichen. Dies weist darauf hin, dass nach einer verstärkten Schleifbearbeitung Mikro-„Öltaschen“ im Lagerring entstehen, die die Speicherung von Ölmolekülen begünstigen, was den Reibungskoeffizienten während der Lagerbewegung erheblich reduzieren und den Lagerverschleiß verringern kann.
2.2 Quantitative Analyse der Größe mikroskopischer „Öltaschen“ auf der Oberfläche
Nach der Verstärkung des Schleifprozesses entstehen auf der Oberfläche des Lagerrings viele „Öltaschen“, deren Form und Größe variieren. Daher wird die Karte der Oberflächenmikrostruktur ausgewählt, nachdem sie mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop 5000-fach gescannt und vergrößert wurde, und auf der Karte werden sechs verschiedene Bereiche von „Öltaschen“ ausgewählt, wie in Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung 3 „Ölsäcke“ in sechs verschiedenen Regionen
Schätzen Sie die tatsächliche Fläche des „Ölsacks“ basierend auf dem Bildverhältnis und verwenden Sie die Einzelmolekül-Ölfilmmethode, um den Durchmesser des Ölmoleküls abzuschätzen, was zu einem Durchmesser von d{{0}}.0 führt × 10-10m und unter Verwendung der Kreisflächenformel S=π d2/4 kann die Querschnittsfläche des Ölmolekülzentrums als S Öl=7.07 × { berechnet werden {9}}m2. Daraus lässt sich die Anzahl der Ölmoleküle berechnen, die in einer einzelnen mikroskopischen „Öltasche“ enthalten sind, wie in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 1 „Ölsack“-Fläche und Anzahl der in sechs Regionen enthaltenen Ölmoleküle
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Falten und kleinen Grübchen auf der Oberfläche des Lagerrings nach intensiver Schleifbearbeitung, nämlich die Mikro-„Öltasche“, alle eine starke Ölspeicherkapazität aufweisen. Unter ihnen ist S4 der Bereich mit der kleinsten Fläche, wo die „Öltasche“ etwa 6,36 × 107 Ölmoleküle aufnimmt; Der Bereich mit der größten Fläche ist S3, wo die „Öltasche“ etwa 1,62 Ölmoleküle × 108 enthält; Die durchschnittliche Anzahl der Ölmoleküle, die in den mikroskopisch kleinen „Ölsäcken“ von sechs verschiedenen Regionen untergebracht werden können, beträgt etwa 1,17 × 108. Im Vergleich zu Lagerringen, die keiner verbesserten Schleifbearbeitung unterzogen wurden, sind es daher Lagerringe, die einer verbesserten Schleifbearbeitung unterzogen wurden haben eine stärkere Ölspeicherkapazität. Die nach der Bearbeitung auf der Oberfläche entstehenden Mikro-Öltaschen können Ölmoleküle effektiv speichern, wodurch ein Selbstschmiereffekt während des Lagerbetriebs erzielt wird, die Reibung verringert, der Verschleiß verringert und die Lebensdauer des Lagers verlängert wird.
3 Fazit
Die Oberflächenmorphologie des Lagerrings ist nach einer verstärkten Schleifbearbeitung ungeordnet, mit unklaren Texturen und offensichtlichen Falten und Grübchen, wodurch eine mikroskopisch kleine „Öltasche“ entsteht, die die Speicherung von Ölmolekülen begünstigt.
(2) Die Mikro-Öltasche auf der Oberfläche des Lagerrings weist nach der Verstärkung der Schleifbearbeitung eine starke Ölspeicherkapazität auf, die den Reibungskoeffizienten verringern, den Verschleiß verringern, die Ermüdungslebensdauer des Lagers verbessern, eine geringere Ölschmierung erreichen und die Schmierung verringern kann Anzahl der Schmierstoffzusätze, Verbesserung der Arbeitseffizienz und Bereitstellung einer Referenz für die Erzielung der selbstschmierenden Funktion des Lagers.
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