專利名稱：基于摩擦副轉(zhuǎn)換的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑與密封空間應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體的說，涉及的是 一種基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法。
技術(shù)背景具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零部件在空間環(huán)境中服役，一般都要經(jīng)歷地面裝配和保 存、發(fā)射升空和空間服役三個(gè)階段。配置密封裝置的零部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面在各個(gè) 階段下有密封潤(rùn)滑條件變化大，功能要求差別大的特點(diǎn)。如1)地面裝配和保 存階段，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的潤(rùn)滑膜承受自重及潤(rùn)滑液壓力作用，此時(shí)，密封的要求 為防止灰塵、水汽等的入侵；2)發(fā)射升空階段，由于萬有引力作用，相對(duì)運(yùn)動(dòng) 表面潤(rùn)滑膜需要承受正常地球引力環(huán)境下數(shù)倍的載荷；3)在空間服役階段，機(jī) 械零部件處于失重環(huán)境中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面潤(rùn)滑膜很少甚至不再承受任何載荷，密 封的要求為防止由于強(qiáng)輻射、高真空、高溫及大溫差等惡劣環(huán)境導(dǎo)致的潤(rùn)滑油蒸 發(fā)、變性等潤(rùn)滑失效。因此，在地面裝配和保存階段，零部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面通常 采用液體、油脂潤(rùn)滑方式；而在空間服役階段，多采用固體潤(rùn)滑方式。但是，空 間機(jī)械相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位經(jīng)常發(fā)生潤(rùn)滑失效，即固體潤(rùn)滑材料常因?yàn)椴荒苄纬捎行мD(zhuǎn) 移膜，從而導(dǎo)致零件配合表面易于發(fā)生冷焊，滯動(dòng)等故障。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，榮欣等發(fā)表在《潤(rùn)滑與密封》2001， 25 (3): 1 3的"月球車潤(rùn)滑與密封技術(shù)綜述"和于德陽(yáng)發(fā)表在《摩擦學(xué)報(bào)》1996， 16(1):"空間機(jī)械潤(rùn)滑研究的現(xiàn)狀"的文獻(xiàn)表明目前，空間機(jī)械零部件相對(duì) 運(yùn)動(dòng)表面配對(duì)較多時(shí)，通常并不局限于單一的潤(rùn)滑方式，而是采用多種潤(rùn)滑形式(液體潤(rùn)滑、脂潤(rùn)滑、固體潤(rùn)滑)并存的潤(rùn)滑策略。但是，在零部件相互配合表 面間一般采用唯一的潤(rùn)滑方式，即液體潤(rùn)滑、油脂潤(rùn)滑或固體潤(rùn)滑。液體和油脂 作為潤(rùn)滑劑雖然能夠在地面環(huán)境上對(duì)具有滑動(dòng)或滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)副的空間零部件進(jìn)行 有效潤(rùn)滑，但在太空高真空環(huán)境容易蒸發(fā)從而導(dǎo)致潤(rùn)滑失效；固體潤(rùn)滑能夠有效克服液體潤(rùn)滑在太空應(yīng)用時(shí)易于蒸發(fā)的局限性，但在發(fā)射過程中常由于承載能力 不夠易于導(dǎo)致潤(rùn)滑失效。另一方面，滾動(dòng)摩擦副由于是點(diǎn)/線接觸，在地面環(huán)境 下采用固體潤(rùn)滑時(shí)載荷過大容易導(dǎo)致空間零部件潤(rùn)滑失效，而滑動(dòng)摩擦是面接觸，因此能夠有效克服滾動(dòng)摩擦副的不足。在月面或太空環(huán)境下，載荷很小或者 為零，即載荷的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地面環(huán)境，因此，滾動(dòng)摩擦副將不再具有地面環(huán)境 承載能力不足的局限性。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有空間機(jī)械具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)零部件的單一潤(rùn)滑方式和 單一運(yùn)動(dòng)摩擦副的不足，提供一種基于摩擦副轉(zhuǎn)換的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法，使其能夠有效適應(yīng)重力加速度變化、空間高真空、大溫差、強(qiáng)輻射環(huán)境o本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括三個(gè)步驟首先，根據(jù)空間機(jī)械具有相互運(yùn)動(dòng)表面間的運(yùn)動(dòng)形式、地面環(huán)境、發(fā)射過程 的承載狀況，設(shè)計(jì)接觸表面微觀結(jié)構(gòu)孔的形狀和大小，并加工形成微孔；其次，將空間固體潤(rùn)滑劑加工成球狀或柱狀，填充在相互接觸配合表面的微 孔中；然后，在具有相互運(yùn)動(dòng)的接觸表面間注入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，從而接觸表面間 形成具有滑動(dòng)摩擦副的流體潤(rùn)滑方式，在空間機(jī)械發(fā)射升空進(jìn)行太空服役后，由 于所受重力的變化，接觸表面間的滑動(dòng)摩擦副實(shí)現(xiàn)向滾動(dòng)摩擦副方式的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明中，空間機(jī)械的工況分為三種地面保存階段的正常重力工況，發(fā)射 升空階段的超重工況以及太空服役階段的失重工況，各工況受載情況分別為只受 重力，受N倍重力以及不受力。根據(jù)空間固體潤(rùn)滑劑在三種工況下的變形情況設(shè) 計(jì)接觸表面微觀結(jié)構(gòu)孔的形狀和大小，并加工形成微孔。所述地面保存階段的正常重力工況，是指在地面環(huán)境下，裝配后的固體潤(rùn) 滑球具有微小變形量，即與表面微孔形成較好的密封效果。所述發(fā)射升空階段的超重工況，是指在發(fā)射過程中，由于加速度的影響， 空間零部件實(shí)際承載將增加數(shù)倍。因此，零部件相互接觸面間的固體潤(rùn)滑球或柱 體將進(jìn)一步變形，由于液體潤(rùn)滑劑或油脂的存在，該變形不會(huì)破壞零部件接觸表面與固體潤(rùn)滑劑間的密封效果。所述太空服役階段的失重工況，是指當(dāng)空間機(jī)械進(jìn)入完全失重的高真空太空時(shí)，重力解除，零部件相互配合表面間的載荷完全消失，固體潤(rùn)滑球?qū)⒒謴?fù)為球或柱體。則固體潤(rùn)滑球或柱體與微孔之間將產(chǎn)生間隙，潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂將進(jìn)入微孔底部，配合表面之間的潤(rùn)滑狀態(tài)實(shí)際為固體、液體或油脂混合潤(rùn)滑狀體。在該狀態(tài)下，相互接觸表面很容易形成轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜的效果將有助于液體潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂保持在相互配對(duì)的表面之間，不易蒸發(fā)變性。因此能夠?qū)臻g機(jī)械中具有相對(duì)移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的零部件接觸面進(jìn)行有效潤(rùn)滑，從而提高空間機(jī)械的壽命和可靠性。此外，由于潤(rùn)滑油脂蒸發(fā)的緣故，兩個(gè)接觸面間的潤(rùn)滑油脂會(huì)逐漸減少，直到兩個(gè)接觸表面之間以固體球或柱體接觸為極限，這時(shí)接觸表面間的滑動(dòng)摩擦副實(shí)現(xiàn)向滾動(dòng)摩擦副方式的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明通過對(duì)相互配合表面進(jìn)行特殊形貌處理，進(jìn)而在各個(gè)配合表面間同時(shí)采用固體與液體優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的潤(rùn)滑方式，能夠在地球環(huán)境下、發(fā)射過程和太空環(huán)境下避免蒸發(fā)、變性、難以形成轉(zhuǎn)移膜的缺陷，對(duì)各個(gè)接觸部位進(jìn)行有效潤(rùn)滑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工作條件下具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間由滑動(dòng)向滾動(dòng)摩擦副的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。


圖1為本發(fā)明對(duì)相互接觸兩個(gè)表面都進(jìn)行潤(rùn)滑的實(shí)施方式示意圖；其中，(a)地面環(huán)境中；(b)發(fā)射過程中；(C)在空間環(huán)境中；(d)滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦副。圖2為本發(fā)明對(duì)兩個(gè)接觸表面其中一個(gè)進(jìn)行潤(rùn)滑的實(shí)施方式示意圖；其中，(a)地面環(huán)境中；(b)發(fā)射過程中；(C)在空間環(huán)境中；(d)滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦副。圖3為固體潤(rùn)滑劑在地面及升空過程中的受力情況圖。 圖4為固體潤(rùn)滑劑與接觸體2的接觸幾何模型圖。圖5為固體潤(rùn)滑劑與接觸體2的接觸有限元模型圖。圖6為固體潤(rùn)滑劑與接觸體2的接觸邊界條件施加模型圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。以太空機(jī)械擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件具有滾動(dòng)接觸表面的潤(rùn)滑方式為例說明滑動(dòng)向 固體摩擦副進(jìn)行轉(zhuǎn)換具體實(shí)施混合潤(rùn)滑過程和效果圖1表示的是對(duì)相互接觸兩個(gè)表面都進(jìn)行潤(rùn)滑的實(shí)施方式，圖2分別表示的 是只對(duì)兩個(gè)接觸表面其中一個(gè)進(jìn)行潤(rùn)滑的實(shí)施方式。二者實(shí)施原理相同。圖中 1、 2為兩個(gè)接觸體，3為被壓縮的固體潤(rùn)滑球，4為液體或油脂潤(rùn)滑劑。根據(jù)擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件的受力情況，在其相互運(yùn)動(dòng)的接觸表面上采用激光等加 工工藝加工出微觀結(jié)構(gòu)孔如圖1 (a)、圖2 (a)所示。微觀結(jié)構(gòu)孔呈圓錐面形狀， 并且橫向成均勻分布，縱向成對(duì)稱分布，在上下兩排微觀結(jié)構(gòu)孔之間填充固體潤(rùn) 滑劑和液體潤(rùn)滑劑。將軟金屬(這里以銅為例)空間固體潤(rùn)滑劑加工成球狀或柱狀，填充在相互 接觸配合表面的微孔中，如圖l (a)、圖2 (a)所示。通過球狀或柱狀固體潤(rùn)滑 劑與微觀結(jié)構(gòu)孔的配合實(shí)現(xiàn)固體潤(rùn)滑的效果。在具有相互運(yùn)動(dòng)的接觸表面間注入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，從而接觸表面間形成具 有滑動(dòng)摩擦副的流體潤(rùn)滑方式。在地面環(huán)境載荷F作用下，裝配后的固體潤(rùn)滑球 具有微小變形量S，即與表面微孔形成較好的密封效果。將關(guān)節(jié)零部件的外加載荷增加至F的n倍，模擬空間機(jī)械在發(fā)射過程中的超 重現(xiàn)象，則擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件固體球或柱體將進(jìn)一步變形，變形量增加至S的m倍， 如圖1 (b)和圖2 (b)所示。由于液體潤(rùn)滑劑或油脂的不可壓縮效應(yīng)，固體球 或柱的變形不會(huì)破壞零部件接觸表面與固體潤(rùn)滑劑間的密封效果。設(shè)計(jì)載荷卸載裝置，模擬擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件的失重環(huán)境，零部件相互配合表面 間的載荷大大減小，直至消失時(shí)，固體潤(rùn)滑球或柱體基本恢復(fù)原狀；如圖1 (c)、 (d)和圖2 (c)、 (d)所示。在恢復(fù)原有形狀的過程中，由于加工時(shí)存在留下的微小變形量S，潤(rùn)滑油或 潤(rùn)滑脂將進(jìn)入關(guān)節(jié)零部件表面的微孔中，配合表面之間的潤(rùn)滑狀態(tài)實(shí)際為固體、 液體或油脂混合潤(rùn)滑狀體。擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件的接觸界由滑動(dòng)摩擦副轉(zhuǎn)換為了滾動(dòng)摩擦副。在該狀態(tài)下， 相互接觸表面很容易形成轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜的效果將有助于液體潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂保 持在相互配對(duì)的表面之間，不易蒸發(fā)變性。以下對(duì)本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)及工作原理進(jìn)行詳細(xì)的說明。本實(shí)施例實(shí)施時(shí)，先要分析空間機(jī)械具有相互運(yùn)動(dòng)表面間的運(yùn)動(dòng)形式、地面 環(huán)境、發(fā)射過程的承載狀況，確定微小變形量S。圖3為固體潤(rùn)滑劑在地面及升空過程中的受力情況，G表示固體潤(rùn)滑劑球體自身的重力，Rl， R2表示固體潤(rùn)滑劑球體與接觸體2接觸是受到的接觸支反力。通過對(duì)該受力情況的有限元仿真，可以確定由于重力加速度的不同導(dǎo)致的受力不 同對(duì)固體潤(rùn)滑劑變形的影響。已知條件球體1)幾何尺寸；半徑lmm 2)材料銅楊氏模量2. 0X105 Mpa 泊松比0.32 材料密度8920kg/m3要求計(jì)算三種工況(地面保存裝配階段的正常重力工況，發(fā)射升空階段的超重階段，太空服役階段的失重工況)下固體潤(rùn)滑劑球體的變形量。微小變形量S的計(jì)算具體如下(1) 建立幾何模型由于接觸的兩個(gè)實(shí)體都為軸對(duì)稱實(shí)體，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在Abaqus中建立2D 接觸模型，如圖4所示。接觸件2，固體潤(rùn)滑劑5。(2) 建立有限元模型在Abaqus中對(duì)建立的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，施加材料參數(shù)，建立有限元 模型，如圖5所示。其中，材料銅的楊式模量設(shè)定為2.0X10"，泊松比為0.32， 密度為8920kg/m3。(3) 施加邊界條件在Abaqus中對(duì)建立的有限元模型施加邊界條件，接觸剛體設(shè)定約束為x， y 方向移動(dòng)及繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。固體潤(rùn)滑劑球體設(shè)定約束為y方向上球體上半部分位 移不得超過指定部位，如圖6所示。(4) 三種工況Z工況l:地面保存階段的正常重力工況該工況下，由于固體潤(rùn)滑劑球體只是受到自身重力的作用，重力大小為3 ，重力施加位置在物體的重心。此時(shí)，通過彈性力學(xué)計(jì)算，重心位置的質(zhì)點(diǎn)在該工況下沿Y方向向下移動(dòng)了 0.03mm的位移，因此，在固體 潤(rùn)滑劑球體上施加向下的0. 03mm的位移，球體形狀變?yōu)闄E球形。Z工況2:發(fā)生升空階段的超重工況該工況下，由于固體潤(rùn)滑劑球體在升空過程中處于超重狀態(tài)，受力大小為地 面保存階段的3-4倍，重力施加位置在物體的重心。此時(shí)，通過彈性力學(xué)計(jì)算， 重心位置的質(zhì)點(diǎn)在該工況下沿Y方向向下移動(dòng)了 0. 06ram的位移，因此，在球體 上施加向下的0.06mm的位移，球體形狀變?yōu)闄E球形。Z工況3:太空服役階段的失重工況該工況下，由于固體潤(rùn)滑劑在太空服役過程中處于失重狀態(tài)，因此固體潤(rùn)滑 劑球體恢復(fù)原有的形狀，即球形。 (5) 結(jié)果及分析通過計(jì)算可以得出在地面保存階段，固體潤(rùn)滑劑球體由于重力作用與接觸體 2的接觸導(dǎo)致的最大變形為2. 058 u m。在發(fā)射升空階段，固體潤(rùn)滑劑球體由于處于超重狀態(tài)，在受力為自身重力的3-4倍時(shí)與接觸體2的接觸導(dǎo)致的最大變形為8. 287 y m。在太空服役階段，由于固體潤(rùn)滑劑球體處于失重狀況，固體潤(rùn)滑球體不發(fā)生變形。然后(1) 針對(duì)該微小變形量S進(jìn)行固體潤(rùn)滑劑與表面微孔的加工微觀結(jié)構(gòu)孔 呈圓錐面形狀，并且橫向成均勻分布，縱向成對(duì)稱分布，在上下兩排微觀結(jié)構(gòu)孔 之間填充固體潤(rùn)滑劑和液體潤(rùn)滑劑；空間固體潤(rùn)滑劑加工成球狀或柱狀，填充在 相互接觸配合表面的微孔中；(2) 當(dāng)固體潤(rùn)滑劑球體在工況1 (地面保存與裝配階段)條件下，與接觸 體2之間由于重力的作用下的變形，裝配后的固體潤(rùn)滑球具有微小變形量2. 058 um，(3) 當(dāng)固體潤(rùn)滑劑球體在工況2 (發(fā)射升空階段)條件下，由于升空加速 度為重力加速度的3倍，即關(guān)節(jié)零部件的外加載荷增加至F的3倍，模擬空間機(jī) 械在發(fā)射過程中的超重現(xiàn)象，則擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件固體球或柱體將進(jìn)一步變形，變 形量增加至8.287um。由于液體潤(rùn)滑劑或油脂的不可壓縮效應(yīng)，固體球或柱的 變形不會(huì)破壞零部件接觸表面與固體潤(rùn)滑劑間的密封效果。(4) 當(dāng)固體潤(rùn)滑劑球體在工況3 (太空服役階段)條件下，服役零部件處 于失重環(huán)境，零部件相互配合表面間的載荷減小直至消失時(shí)，固體潤(rùn)滑球或柱體 基本恢復(fù)原狀，即此時(shí)固體潤(rùn)滑劑球體與接觸體2之間原有間隙恢復(fù)。(5) 在太空服役階段下，由于服役零部件在太空中的旋轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油或潤(rùn) 滑脂在離心力的作用下通過固體潤(rùn)滑球體與接觸體2之間的間隙將進(jìn)入服役零 部件表面的微孔中，配合表面之間的潤(rùn)滑狀態(tài)實(shí)際為固體、液體或油脂混合潤(rùn)滑 狀體。此時(shí)，擺動(dòng)關(guān)節(jié)零部件的接觸界由滑動(dòng)摩擦副轉(zhuǎn)換為了滾動(dòng)摩擦副。在該 狀態(tài)下，相互接觸表面很容易形成轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜的效果將有助于液體潤(rùn)滑油或 潤(rùn)滑脂保持在相互配對(duì)的表面之間，不易蒸發(fā)變性流體特性與進(jìn)入間隙的情況分 析。實(shí)施效果利用空間機(jī)械在整個(gè)生命周期的由于重力加速度變化而導(dǎo)致潤(rùn)滑劑形態(tài)的 改變，將固體潤(rùn)滑與液體潤(rùn)滑或油脂潤(rùn)滑進(jìn)行有序搭配，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)地對(duì)同一個(gè)具 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間進(jìn)行混合潤(rùn)滑方式。而且能夠利用太空失重特殊環(huán)境，實(shí)現(xiàn)零 部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面由滑動(dòng)向滾動(dòng)摩擦副的平穩(wěn)過渡與轉(zhuǎn)換，這對(duì)提高空間關(guān)鍵零 部件可靠性的重要意義不言而喻。該方法能夠有效解決空間機(jī)械在不同承載階段 對(duì)潤(rùn)滑密封彼此矛盾的功能要求，能夠?qū)崿F(xiàn)空間機(jī)械中具有相對(duì)移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺 動(dòng)的零部件接觸面由滑動(dòng)向滾動(dòng)摩擦副的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，從而能夠?qū)臻g機(jī)械進(jìn)行有 效密封與潤(rùn)滑，提高壽命和可靠性。此外，由于微孔中貯藏了足夠的潤(rùn)滑液，固 體球或柱體能夠得到充分潤(rùn)滑，使接觸表面間保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。同時(shí)，由于 固體球或柱體對(duì)微孔潤(rùn)滑油的密封效果，使得微孔中的潤(rùn)滑油很難蒸發(fā)，從而保 證空間機(jī)械在整個(gè)壽命周期內(nèi)都能夠得到有效的潤(rùn)滑，避免由于潤(rùn)滑密封失效而 導(dǎo)致的過早報(bào)廢。
權(quán)利要求
1、一種基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法，其特征在于，包括以下步驟首先，根據(jù)空間機(jī)械具有相互運(yùn)動(dòng)表面間的運(yùn)動(dòng)形式、地面環(huán)境、發(fā)射過程的承載狀況，設(shè)計(jì)接觸表面微觀結(jié)構(gòu)孔的形狀和大小，并加工形成微孔；其次，將空間固體潤(rùn)滑劑加工成球狀或柱狀，填充在相互接觸配合表面的微孔中；然后，在具有相互運(yùn)動(dòng)的接觸表面間注入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，從而接觸表面間形成具有滑動(dòng)摩擦副的流體潤(rùn)滑方式，在空間機(jī)械發(fā)射升空進(jìn)行太空服役后，由于所受重力的變化，接觸表面間的滑動(dòng)摩擦副實(shí)現(xiàn)向滾動(dòng)摩擦副方式的轉(zhuǎn)化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn) 滑方法，其特征是，第一步中，所述空間機(jī)械，其工況分為三種地面保存階段 的正常重力工況，發(fā)射升空階段的超重工況以及太空服役階段的失重工況，各工 況受載情況分別為只受重力，受N倍重力以及不受力，根據(jù)空間固體潤(rùn)滑劑在三 種工況下的變形情況設(shè)計(jì)接觸表面微觀結(jié)構(gòu)孔的形狀和大小，并加工形成微孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混 合潤(rùn)滑方法，其特征是，所述微觀結(jié)構(gòu)孔呈圓錐面形狀，并且橫向成均勻分布， 縱向成對(duì)稱分布，在上下兩排微觀結(jié)構(gòu)孔之間填充固體潤(rùn)滑劑和液體潤(rùn)滑劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn) 滑方法，其特征是，所述地面保存階段的正常重力工況，是指在地面環(huán)境下， 裝配后的固體潤(rùn)滑球具有微小變形量，即與表面微孔形成密封。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn) 滑方法，其特征是，所述發(fā)射升空階段的超重工況，是指在發(fā)射過程中空間零 部件實(shí)際承載將增加數(shù)倍，零部件相互接觸面間的固體潤(rùn)滑球或柱體將進(jìn)一步變 形，液體潤(rùn)滑劑或油脂保證零部件接觸表面與固體潤(rùn)滑劑間的密封。
6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法，其特征是，所述太空服役階段的失重工況，是指當(dāng)空間機(jī)械進(jìn)入完全失重的高真空太空時(shí)，重力解除，零部件相互配合表面間的載荷完全消失，固體潤(rùn) 滑球恢復(fù)為球或柱體，固體潤(rùn)滑球或柱體與微孔之間產(chǎn)生間隙，潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂 進(jìn)入微孔底部，配合表面之間的潤(rùn)滑狀態(tài)為固體、液體或油脂混合潤(rùn)滑狀體，在 該狀態(tài)下，相互接觸表面容易形成轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜有助于液體潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂保 持在相互配對(duì)的表面之間，且兩個(gè)接觸面間的潤(rùn)滑油脂會(huì)逐漸減少，直到兩個(gè)接 觸表面之間以固體球或柱體接觸為極限，這時(shí)接觸表面間的滑動(dòng)摩擦副實(shí)現(xiàn)向滾 動(dòng)摩擦副方式的轉(zhuǎn)化。
全文摘要
一種潤(rùn)滑與密封空間應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的基于摩擦副過渡的太空機(jī)械零部件的固液混合潤(rùn)滑方法，步驟為首先，設(shè)計(jì)接觸表面微觀結(jié)構(gòu)孔的形狀和大小，并加工形成微孔；其次，將空間固體潤(rùn)滑劑加工成球狀或柱狀，填充在相互接觸配合表面的微孔中，在地面環(huán)境下，裝配后的固體潤(rùn)滑球具有微小變形量，即與表面微孔形成密封；然后，在具有相互運(yùn)動(dòng)的接觸表面間注入潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，從而接觸表面間形成具有滑動(dòng)摩擦副的流體潤(rùn)滑方式。本發(fā)明能夠在地球環(huán)境下、發(fā)射過程和太空環(huán)境下避免蒸發(fā)、變性、難以形成轉(zhuǎn)移膜的缺陷，對(duì)各個(gè)接觸部位進(jìn)行有效潤(rùn)滑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)由滑動(dòng)向滾動(dòng)摩擦副的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)F16N15/00GK101329009SQ200810040919
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者張雪萍, 慈 魏 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)