机械工程学报

作者：秦红玲, 郭文涛, 李雪飞, 赵新泽, 徐翔

单位：1. 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室 宜昌 443000;2. 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室 洛阳 471000

关键词：闸门底枢,QT600-3/40Cr,摩擦学性能,磨损机理,功率谱密度；

基金：国家自然科学基金（51405265）、湖北省技术创新专项重大（2016AAA076）、高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室开放基金（201811）、湖北省教育厅科学技术研究计划重点（D20181206）和水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金（2017KJX01）资助项目。

为了研究低速重载下接触应力对QT600-3/40Cr摩擦学性能的影响，以及表面功率谱密度与磨损机理、磨损速率间的对应关系，在MMW-1A立式万能摩擦磨损试验机上，采用销/盘配副面接触摩擦的形式，对闸门底枢摩擦副QT600-3/40Cr在脂润滑条件下进行磨损试验研究，获得不同接触应力作用下的摩擦学性能。通过扫描电镜（SEM）对QT600-3/40Cr的磨损机理进行探讨，并结合一维表面功率谱密度（PSDID）和二维表面功率谱密度（PSDIID）对销试样磨损表面进行表征。结果表明，当接触应力从10.6 MPa依次增加至15.9 MPa、19.1 MPa、21.1 MPa时，磨损率依次增加11%、109%、592%，且磨损表面出现的犁沟现象逐渐严重，磨损形式皆为磨粒磨损。与此同时，PSDID和PSDIID值也随之增加，最大PSDID值依次增加22%、94%和598%，与磨损率的变化呈现相同趋势。PSDID主要集中在0~0.0075 μm-1的空间频率范围内，PSDIID图存在明显的趋向性峰值分布，表明销试样磨损表面具有明显的主导空间频率，即磨损表面形貌具有一定的相似性，磨损机理尚未发生变化。可见，PSD对磨损机理与趋势的预测结果与SEM检测结果一致，可用于辅助分析QT600-3/40Cr摩擦副磨损机理与趋势。

来源：2019年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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