Abstrato:A fim de estudar as alterações morfológicas da superfície do anel de rolamento após retificação aprimorada e verificar a existência de micro "bolsas de óleo", combinadas com experimentos, foi analisada a morfologia da superfície do anel de rolamento antes e depois do processamento, e as micro "bolsas de óleo" "na superfície foram analisados quantitativamente. Os resultados mostram que após o processamento de retificação reforçado, existem rugas evidentes e um grande número de pequenas depressões na superfície do anel, o que verifica a existência de micro "bolsas de óleo" e analisa que as "bolsas de óleo" possuem forte capacidade de armazenamento de óleo, que pode alcançar efeito autolubrificante.
Palavras-chave:Fortalecimento da moagem; Morfologia superficial; Bolsa de micro óleo; Capacidade de armazenamento de petróleo
0. Introdução
A lubrificação é muito importante para os rolamentos e uma boa lubrificação pode reduzir bastante o coeficiente de atrito e o desgaste. Para ambientes de trabalho complexos e severos, os métodos tradicionais de lubrificação com graxa têm limitações significativas, enquanto a autolubrificação dos rolamentos pode proporcionar lubrificação dos rolamentos sem óleo ou com baixo teor de óleo, melhorando efetivamente a eficiência do trabalho, garantindo o desempenho do rolamento e prolongando a vida útil do rolamento.
A tecnologia de retificação de reforço de rolamentos é um novo método de usinagem de compósitos que combina tecnologias de "usinagem de plástico de reforço" e "micro-corte de retificação". Durante o processo de fortalecimento da retificação, o material abrasivo pulverizado sob alta pressão causará rugas e depressões na superfície do anel do rolamento [5-7]. Portanto, este artigo irá explorar a existência de micro "bolsas de óleo" na superfície do anel do rolamento, observando a micromorfologia, e analisar o desempenho de armazenamento de óleo das "bolsas de óleo", fornecendo novas ideias de tecnologia de processamento para alcançar a autolubrificação. do anel do rolamento.
1. Teste
1.1 Equipamento de Teste e Objetos de Teste
O equipamento de processamento usado neste experimento é um moedor de reforço sem núcleo de anel de rolamento desenvolvido de forma independente pelo professor Liu Xiaochu da Universidade de Guangzhou. Sua estrutura principal inclui um sistema de fixação eletromagnética sem núcleo, um dispositivo de pulverização e reciclagem de alta pressão para fortalecer o material de moagem e um sistema de controle automático.
O objeto de usinagem de teste é o anel do rolamento rígido de esferas 6207 após tratamento térmico e acabamento, que é feito de aço para rolamento GCr15, com diâmetro externo de 72,00mm e largura de 10,00mm. .
1.2 Preparação de abrasivos de reforço experimentais
O material de moagem reforçado no experimento é composto principalmente de pó de moagem (composto principalmente de corindo marrom), líquido de reforço de moagem, granalha de aço fundido e granalha de aço para rolamentos em proporção à sua fração de massa. Os componentes do abrasivo reforçado são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1 Composição de materiais de retificação reforçados
1.3 Plano de Teste
Os parâmetros de processamento são definidos da seguinte forma:
(1) A distância entre o bico e a superfície do colar é de 45 mm;
(2) O ângulo de pulverização é de 45 graus;
(3) A velocidade da peça é 150 r/min;
(4) A pressão de processamento é 0,4MPa;
(5) O tempo de processamento é de 5 minutos.
Após o processamento, a tecnologia de corte de fio é usada para cortar e amostrar os anéis de rolamento que não foram reforçados e retificados, e os anéis de rolamento que foram reforçados e retificados. A área ideal é selecionada e a microestrutura superficial das duas amostras de anéis de rolamento é observada usando um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo (FESEM) com modelo JSM-7001F.
2. Resultados e análises de testes
2.1 Comparação da Micromorfologia de Superfície
A microestrutura superficial da amostra do anel de rolamento sem retificação reforçada, ampliada 1000 vezes por um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo, é mostrada na Figura 1.
Figura 1 Imagem microscópica da superfície do corpo de prova do anel sem retificação reforçada
Na figura, pode-se observar que a morfologia da superfície do anel do rolamento é relativamente regular e é plana, lisa e livre de rugas e cavidades óbvias. A textura é clara e regular. A razão é que os anéis de rolamento que não foram reforçados e retificados são processados por usinagem de precisão, de modo que a direção da textura é consistente, a rugosidade da superfície é pequena, mas não há pequenos poços óbvios "bolsas de óleo", o que não é propício para armazenar óleo lubrificante.
A microestrutura da superfície da amostra do anel de rolamento terrestre reforçado, ampliada 1000 vezes por um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo, é mostrada na Figura 2.
Figura 2 Imagem microscópica da superfície da amostra de ponteira de aterramento reforçada
Pela figura, pode-se observar que a micromorfologia da superfície do anel do rolamento tornou-se desordenada, com texturas desordenadas e borradas, e rugas e depressões óbvias aparecem na superfície. Durante o processo de retificação de reforço, o material abrasivo é pulverizado com alta pressão na superfície do anel, fazendo com que ele sofra deformação elástico-plástica, fazendo com que a textura da superfície fique desordenada e apareça um grande número de pequenos buracos. Devido à existência de pequenos poços, o rolamento é mais propício ao armazenamento de moléculas de óleo durante o processo de lubrificação, atingindo o objetivo da autolubrificação. Isso indica que após o processamento de retificação reforçado, micro "bolsas de óleo" aparecem no anel do rolamento que favorecem o armazenamento de moléculas de óleo, o que pode reduzir bastante o coeficiente de atrito durante o movimento do rolamento e reduzir o desgaste do rolamento.
2.2 Análise quantitativa do tamanho das “bolsas de óleo” microscópicas na superfície
Após o fortalecimento do processo de retificação, muitas "bolsas de óleo" aparecem na superfície do anel do rolamento, e seus formatos e tamanhos variam. Portanto, o mapa de microestrutura de superfície após ser escaneado e ampliado por um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo em 5.000 vezes é selecionado, e seis áreas diferentes de "bolsas de óleo" são selecionadas no mapa, conforme mostrado na Figura 3.
Figura 3 “Sacos de petróleo” em seis regiões diferentes
Estime a área real do "saco de óleo" com base na proporção da imagem e use o método de filme de óleo de molécula única para estimar o diâmetro da molécula de óleo, resultando em um diâmetro de d{{0}}.0 × 10-10m, e usando a fórmula da área circular S=π d2/4, a área da seção transversal do centro da molécula de óleo pode ser calculada como S oil=7.07 × { {9}}m2. A partir disso, o número de moléculas de óleo contidas em uma única “bolsa de óleo” microscópica pode ser calculado, conforme mostrado na Tabela 2.
Tabela 1 Área do “Saco de Petróleo” e Número de Moléculas de Petróleo Contidas em Seis Regiões
Na Tabela 2, pode-se observar que as rugas e pequenas depressões na superfície do anel do rolamento após o processamento de retificação reforçado, ou seja, a micro “bolsa de óleo”, possuem forte capacidade de armazenamento de óleo. Dentre eles, a área com menor área é S4, onde a “bolsa de óleo” acomoda aproximadamente 6,36 × 107 moléculas de óleo; A área com maior área é S3, onde a “bolsa de óleo” contém aproximadamente 1,62 moléculas de óleo × 108; O número médio de moléculas de óleo que podem ser acomodadas nos "sacos de óleo" microscópicos de seis regiões diferentes é de cerca de 1,17 × 108. Portanto, em comparação com anéis de rolamento que não passaram por processamento de retificação aprimorado, os anéis de rolamento que passaram por processamento de retificação aprimorado têm maior capacidade de armazenamento de petróleo. As micro "bolsas de óleo" geradas na superfície após o processamento podem armazenar efetivamente moléculas de óleo, alcançando efeito autolubrificante durante a operação do rolamento, reduzindo o atrito, reduzindo o desgaste e prolongando a vida útil do rolamento.
3 Conclusão
A morfologia da superfície do anel do rolamento após o processamento aprimorado de retificação é desordenada, com texturas pouco claras e rugas e buracos óbvios, criando uma "bolsa de óleo" microscópica que conduz ao armazenamento de moléculas de óleo.
(2) A micro "bolsa de óleo" na superfície do anel do rolamento após o fortalecimento do processamento de retificação tem forte capacidade de armazenamento de óleo, o que pode reduzir o coeficiente de atrito, reduzir o desgaste, melhorar a vida útil do rolamento em fadiga, obter menos lubrificação com óleo, reduzir o número de adições de lubrificante, melhora a eficiência do trabalho e fornece uma referência para alcançar a função autolubrificante do rolamento.
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