一种卫星导电滑环载流摩擦副的低磨损特性研究

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导电滑环作为一种用于两个旋转运动部件之间传输信号以及功率的关键装置,其在航空航天、绿色新能源、国防军工上有着诸多应用,探究导电滑环滑动电接触的相关摩擦磨损特性对于改善导电滑环的设计以及延长其工作寿命有着重要意义。本文主要研究一种空间应用导电滑环在两种不同运动形式下的摩擦磨损特性。针对导电滑环的载流摩擦界面,通过圆周往复实验台以及线性往复实验台模拟滑动电接触运动情况,在实验中改变电流大小、滑动线速度以及施加载荷等因素来探究其对导电滑环摩擦副摩擦磨损的影响,通过试验分析得到(1)电流的大小对于滑动电接触摩擦副会有影响,在一定程度上会直接影响摩擦副的动摩擦系数和接触电阻,电流越大,动摩擦系数和接触电阻也越大,(2)滑动线速度对导电滑环接触界面的工作性能和磨损情况有很大影响,发现速度越高,导电滑环接触界面磨损越严重,摩擦副的工作寿命越短,当速度由5mm/s降低到0.5mm/s时,导电滑环摩擦副的工作寿命提高至少2倍,(3)通过连续调整滑动电接触副的法向载荷,探究载荷大小对接触界面工作性能的影响,载荷越大动摩擦系数越大,接触电阻在一开始呈下降趋势,达到一定值后保持相对稳定,(4)渐变行程试验通过对摩擦试验磨损行程的变化获得不同实验阶段的磨损面,主要发现界面失效由疲劳磨损主导,下试样摩擦副的主要磨损形式是金属表面镀层的剥层磨损,上试样的主要磨损形式是金属表面的局部粘附磨损。最后通过拟合上述实验数据得到导电滑环接触界面的疲劳寿命曲线,作为导电滑环实际寿命和工作性能的预测模型和判断依据。
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