[发明专利]一种轴承在真空环境下的摩擦磨损真空试验装置

说明书

本发明公开了一种轴承在真空环境下的摩擦磨损真空试验装置，包括真空系统和加载系统；所述真空系统，提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台；所述加载系统，提供摩擦磨损试验所需的加载平台；所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、波纹管组件和承载组件；所述加载系统包括加载机构和升降机构；本发明提供的真空系统和加载系统可进行模拟太空真空环境下对轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及真空环境下轴承磨损领域，更具体的说，尤其涉及一种轴承在真空环境下的摩擦磨损真空试验装置。

背景技术

随着航空航天技术的发展，越来越多的航空设备都运行于高真空环境下(10-5Pa～10-7Pa量级)，真空环境工况会带来特殊的摩擦学问题。例如，真空中缺乏氧和其它大气反应物，金属表面的氧化膜在摩擦过程中很快就被消耗去除，并且难以形成新的氧化膜，因此，摩擦表面很快处于“裸露”状态，新鲜金属表面间直接接触而发生严重的粘着；没有气体的扩散对流来及时带走摩擦热量，摩擦表面的温度将迅速升高，从而改变摩擦材料的物理性能和化学稳定性；液体润滑剂分子在真空中会以很大的速度挥发，造成润滑剂的迅速流失而使润滑失效。要解决真空环境中的润滑难题，开发各种新型润滑材料，必须进行大量的摩擦学实验。

轴承是航空机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承的工作寿命是在轴承在损坏之前可达到的实际寿命，轴承在实际工作中的损坏通常并非由疲劳所致，而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。要确定轴承在航空设备中的工作寿命，轴承的真空摩擦磨损试验十分重要。

相比于轴承在实际工况下的摩擦磨损实验而言，实验室模拟试验的环境和工况因素相对容易控制，试验条件变化范围宽，试验成本比较低，可在短时间内获得比较系统的数据。因此，在摩擦学研究中，实验室模拟试验得到了广泛的应用，相应的试验测试设备和技术的开发显得非常重要。

真空摩擦磨损试验设备是进行真空环境工况中摩擦学设计及润滑材料选择的基本工具。由于真空摩擦磨损试验设备涉及到真空获得、动密封、实时信号采集等难度较大的关键技术，目前国内外用于真空环境下设备的摩擦磨损特性研究的定型产品还非常匮乏。

国内早期真空摩擦磨损试验设备的主要问题是设备所能提供的真空度太低，不能真实模拟航天器等所工作的宇航高真空环境，此外，设备虽配备了数据采集系统和相应的软件，但因当时技术水平所限，设备的操作维护相对复杂，稳定性也有待提高。而国外真空摩擦磨损试验设备的精度和安全性较高，操作也较方便，例如瑞士CSM公司生产的EA型号的真空摩擦磨损试验设备可提供高达10-7pa的真空环境，并且测试过程中摩擦力和磨损率可通过传感器及配套软件自动精确测量和计算。但该类设备目前的市场价格较高，采购和售后服务等都不太方便。此外，目前常规用于轴承的摩擦磨损试验装置只适用于常温常压环境，无法满足研究要求，因此需要设计出相应的真空摩擦磨损试验设备来研究轴承在真空使用条件下的摩擦磨损性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提出了一种轴承在真空环境下的摩擦磨损真空试验装置，通过本发明能够进行模拟真空环境下轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种轴承在真空环境下的摩擦磨损真空试验装置，包括真空系统和加载系统；所述真空系统，提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台；

所述加载系统，提供摩擦磨损试验所需的加载平台；

所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、波纹管组件和承载组件；