太空用固体润滑轴承试验分析

以轴承的固体润滑为研究对象，进行了轴承跑合试验、轴承寿命及性能试验研究分析，为采用固体润滑技术解决轴承空间润滑问题提供了依据。     

固体润滑轴承的寿命分析

通过对固体润滑寿命理论和试验分析，得出要获得固化润滑轴承更长的寿命，则需使轴承实现转移膜润滑，而合适转移膜润滑的实现与保持架的稳定性，材料的磨损及工况条件等有着密切关系。     

空间运动部件液体润滑加速寿命试验可行性分析

空间运动部件是航天器及其有效载荷的关键部件,液体润滑已在其中得到广泛应用,而液体润滑的失效机制和寿命分析是目前关注的问题。加速寿命试验是用加大试验应力的方法来缩减试验周期的一种试验方法,这可使得在短时间内对高可靠性长寿命的可靠性评定成为可能。讨论了油润滑条件下对航天运动部件的加速寿命试验的可行性、原则和方法,指出在油润滑中,在保证润滑状态不变的情况下,选择温度、转速为加速应力是可行的。     

空间环境对MoS_2固体润滑运动部件寿命的影响

为了获得空间环境对MoS2固体润滑运动部件寿命的影响情况并预测运动部件在轨寿命,分析了空间环境对固体润滑膜层的影响。分析显示:影响空间运动机构寿命主要有三大因素,分别为:航天发射环境、真空度和温度交变。设计了某空间运动部件的寿命试验,试验模拟了影响空间运动机构的三个重要因素:采用力学试验模拟航天发射环境,热真空寿命试验模拟真空度和温度交变条件。采用X射线能量分散谱仪(EDS)对试验中运动部件的轴承未磨损滚道、磨损滚道表面膜层成分和滚珠表面材料进行了分析,结果显示试验中未形成转移膜。根据试验结果预测试验中的MoS2固体润滑运动部件在轨寿命至少为107次以上。最后根据影响运动部件寿命的因素,提出了增加空间运动部件工作可靠性,提高工作寿命的相关措施。     

固体润滑轴承保持架试验分析

通过固体润滑保持架的磨损转移试验 ,对保持架的摩擦、磨损及转移性能进行了研究。分析可知 ,固体润滑保持架的稳定性取决于钢球与沟道的摩擦性能、保持架兜孔间隙与引导间隙的取值两个方面。另外 ,选择保持架材料时应充分考虑其耐磨性能     

氮化硅陶瓷滚子轴承的加速寿命试验和断油润滑试验

本文介绍了一次组合陶瓷轴承的加速寿命试验和断油润滑试验,试验轴承是用于某航空发动机主轴前支承的短圆柱滚子轴承,滚动体由氮化硅陶瓷材料制成,套圈和保持架仍采用原钢轴承的套和保持架,试验设备为航空轴承专用试验台,试验表明,试验陶瓷轴承在高速条件下工作寿命和短期油润滑能力均好于同型号钢轴承。     

固体润滑轴承在航天器中的应用

为满足某气象卫星用扫描辐射计轴承的要求 ,研制开发出一种固体润滑轴承。采用沟道工作表面溅射MoS2 ,钢球离子镀TiN及自润滑保持架技术 ,进行轴承优化设计。该轴承成功地通过了主机高真空全态模拟试验 ,并已随卫星在轨道运转。附图 2幅 ,表 1个     

湿度、温度及润滑油对粘结MoS2固体润滑涂层微动磨损寿命的影响

在不同载荷和位移幅值条件下．研究了湿度、温度及润滑油对粘结MoS2固体润滑涂层微动磨损寿命的影响。试验结果表明：湿度、温度的变化及润滑油环境下都会不同程度地影响粘结涂层的磨损寿命。相对湿度愈高，寿命愈低；温度的影响分两个阶段，20～100℃范围，磨损寿命随温度升高而增加，在100～300℃范围，磨损寿命随温度的升高而下降；润滑油的影响强烈依赖于位移幅值和载荷变化，低位移幅值、高载荷下影响极小，而高位移幅值、低载荷下将导致磨损寿命下降。     

快门机构加速寿命试验设计与等效性分析

对旋转圆盘式快门机构的加速寿命试验进行设计,以固体润滑轴承为重点研究对象,分析影响轴承寿命的因素,把转速作为加速应力.分析机构加速后,轴系动不平衡量带来的动载荷对轴承最大接触应力的影响,建立正常工作寿命和加速寿命的等效关系.分析认为经过动平衡处理后,动载荷对轴承接触应力的影响很小,轴承受力环境没有发生很大变化,可以通过提高转速,加大润滑膜单位时间的磨损次数,来达到加速寿命试验的目的.     

水润滑艉轴承的磨损寿命研究

磨损破坏是水润滑艉轴承最为常见的破坏形式,对其磨损寿命的预测和研究有着重要的现实意义。根据水润滑艉轴承的Streibeck曲线和Meeks模型设计轴承加速寿命试验,并通过试验获得轴承的寿命特征参数;采用基于灰色估计法求解Weibull分布,获得轴承的寿命评估模型;将寿命特征参数代入评估模型中,获得水润滑艉轴承的寿命分布模型。实验结果表明该模型的精度很高,在工程实践中可以利用该模型对滑动轴承的磨损可靠性寿命进行预测。     

空间相机透镜调焦机构的设计与测试

高分辨率空间相机受发射段恶劣的力学环境以及空间复杂的温度环境影响,光学系统会产生微小的离焦量。为保证相机成像质量,本文设计了一种由蜗轮蜗杆与凸轮滑块机构组成的新型高精度调焦机构来修正离焦量。该设计通过蜗轮蜗杆实现第一级减速,并且使驱动器旋转轴与光轴正交,使机构更紧凑。通过凸轮滑块机构进一步进行减速,同时将旋转运动转化为直线运动,并通过直线导轨保证滑块的直线运动精度。该机构体积小、精度高,并且能实现断电自锁。机构运动副上溅射固体润滑涂层,防止发生真空冷焊。结合机构自身的特点,分析了机构调焦的分辨率与误差。对该机构开展了力学与热真空循环试验,试验前后对机构的精度指标进行了对比测试。试验与测试结果表明:该机构环境试验后性能参数正常,其调焦位移误差优于5.8μm,线性度优于0.3%,偏摆角优于14″。在热光试验中通过调整焦面,成像质量有显著的提升。该调焦机构能够满足光学系统的精度与环境适应性要求。     

空间相机调焦机构自锁特性评价与试验

空间相机调焦机构需具有一定的锁止能力,以应对火箭发射中的冲击与振动,因此,对机构的自锁特性进行评价是保证空间光学遥感器正常工作的关键。针对某型空间相机调焦机构,研究了螺纹接触面的滑移机理,建立了工程分析模型,详细分析了两种螺距(1mm,1.5 mm)的螺纹的接触应力、切应力分布特征及其自锁性。结果表明:螺纹螺距为1mm的调焦机构Mises应力值大于其自锁标定值,自锁失效;螺距为1.5mm的调焦机构Mises应力值小于其自锁标定值,满足自锁要求。最后,对调焦机构进行了振动试验,结果显示:螺距为1mm的调焦机构焦平面位移达2 753μm,自锁失效;螺距为1.5mm的调焦机构焦平面位移为6μm,小于测量误差,机构自锁正常,验证了分析方法的可靠性。这种动力学环境下研究机构自锁性的新方法对工程应用具有重要的意义。     

空间相机调偏流机构运动公式的拟合

研究了空间相机调偏流机构运动公式的提取方法,以便提高运动机构精度,改善空间相机成像质量。分析了调偏流机构测试数据的分布规律,建立了它的分布规律模型。采用对角频率ω一维搜索的三参数三角函数拟合方法,对测试数据进行了最小二乘拟合,并研究分析了首次拟合残差的分布规律,提取并修正了其中的系统误差分量,从而进一步提高了拟合精度。试验结果表明:使用上述方法提取调偏流机构运动公式后,调偏流系统控制精度优于30″,与最小二乘拟合结果(最大拟合偏差20.5107″)相符,同时满足系统控制要求,不仅实现了高精度的偏流角控制,还降低了对零部件加工、装配的要求和制作成本。     

三线阵测绘相机热光学试验交会角测试系统

对三线阵测绘相机热光学试验交会角测试系统进行了研究,设计了试验测试系统,研究了交会角的测量方法,提出空间交会角测量方法即定量检测法。详细地阐述了针对测绘相机热光学试验热真空试验设备和光学测量场等测试系统要求,特别是平行光管的改造和特种分划板的要求。同时,描述了三线阵测绘相机热光学试验前的需准备工作。利用Labview软件编制数据采集系统,采用定量测量法对三线阵测绘相机交会角进行了测量。结果表明,测试相机在工况转变后交会角的变化在1″的范围内。综合来看,该测量方法可以准确得到相机交会角的变化量,测量数据对三线阵立体测绘相机在轨测量及地面影像分析提供了可靠的分析依据     

空间相机均力输出式调焦机构

为了补偿空间相机因所处复杂运载环境和空间运行环境导致的焦平面偏移,研制了一套利用均力输出组件驱动,正反双曲柄滑块机构传动,直动组件导向的新型高精度调焦机构。介绍了其结构组成和运动原理,并对其误差来源及影响因素进行了深入分析。该调焦机构采用两点支撑方式,两支撑点均力输出且无同步性误差,机构内应力小,运行平稳,调焦精度高;运动副采用预压消间隙措施,有效消除配合间隙,无空回,重复精度高。在模拟空间环境条件下,对其各项参数进行了测试。试验结果表明,该调焦机构可在±1.77mm间调焦,直线定位精度大于±8μm,重复性优于±2μm;同步性误差小于±4μm,重复性优于±3μm;调焦行程范围内调焦反射镜转角精度优于±5″,重复性优于±1.5″。得到的结果能够满足空间相机在复杂空间环境下的成像需求。     

空间相机直线调焦机构的设计

针对空间相机在使用时受空间环境中重力、温度及压力等因素的影响,引起各光学镜面位置相对变化,从而导致像平面与焦平面不重合的问题,在分析空间相机的3种调焦方式及调焦机构设计基本原则的基础上,针对某空间相机的要求设计了一种直线调焦机构.利用滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,采用绝对式编码器检测位移.该机构具有低摩擦、传动简单等优点,可有效地减少过多的传动环节所带来的传动误差.采取开环控制和闭环控制两种方式检验了该机构的精度,并讨论了误差产生的原因.实验数据的统计分析及残差分析表明,直线调焦机构的开环调焦精度为0.002 5 mm,闭环调焦的精度可达到0.001 5 mm,满足0.01 mm使用要求.     

空间相机温度-离焦特性分析与试验

为了提高空间相机在不同温度条件下的成像质量,本文建立了空间相机光-机-热集成分析模型,以此模型为基础,对系统的温度-离焦特性进行研究,得到了相机温度调焦曲线,并开展了热光学试验。首先,分析了温度变化对光学系统的影响,特别是对最佳像面位置的影响,得到了相机离焦量与光学元件参数的关系;介绍了光机热集成分析的一般方法,即将热分析的温度场,经过映射,作为结构分析的边界条件,然后进行结构有限元的热弹性分析,通过对变形结果中光学元件曲率和刚体位移做拟合,得到敏感因素的温度-离焦敏感度矩阵;在此基础上得到了相机温度调焦曲线;最后,开展了相机热光学试验。试验结果表明,基于集成分析结果的温度调焦,空间相机在20℃±8℃内的最大误差小于0.1mm,基本满足相机在轨自动调焦的要求,并指出了进一步提高相机温度调焦精度的方法。     

电动汽车驱动电机轴承寿命可靠性试验研究

针对电动汽车国产驱动电机轴承寿命短、可靠性低的问题,通过对电动汽车驱动电机轴承工作特性进行分析,提出了电动汽车驱动电机轴承寿命可靠性的模拟试验参数和一种台架模拟试验机的设计方法。对国内外同型号驱动电机轴承样品的台架进行了模拟试验对比。结果表明:国内外驱动电机轴承寿命可靠性的主要差距来源于润滑、密封和耐高低温性能等方面;该结果可为国产驱动电机轴承寿命的可靠性提升提供技术改进方向的参考。     

大尺寸焦平面空间相机调焦机构的精度分析

由于大尺寸焦平面空间相机调焦机构的焦平面两端存在的不可消除的同步运动误差会直接影响相机调焦精度,因此对焦平面两端同步运动精度进行了分析。首先,研究了大尺寸焦平面空间相机调焦机构的特点,提出了焦平面两端同步运动误差是影响其调焦精度的主要因素;其次,分析了影响同步运动精度的主要误差来源,建立了同步运动误差的数学模型,并采用蒙特卡罗仿真算法对数学模型进行了仿真分析;最后,通过测试焦平面两端同步运动精度对仿真结果进行了验证。仿真结果显示,同步运动精度为0.02 mm,与试验数据分析结果0.023 mm一致,说明此方法能够比较准确地确定焦平面两端同步运动精度,为后续在轨调焦策略的确定以及同类产品的研制提供技术支持。