[發明專利]一種非穩態潤滑下軸承材料的失效評估方法

在審

• 申請號: 202110668037.1
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113390785A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 賀甜甜;張永振;杜三明;劉建;傅麗華;岳赟;逄顯娟;鄭曉猛
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01M13/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種非穩態潤滑下軸承材料的失效評估方法，屬于軸承材料檢測技術領域。本發明選取摩擦系數變化率突變量、摩擦系數變化率突變時間作為評價軸承材料潤滑失效的評估指標，在軸承出現潤滑不良時，對服役過程的軸承的摩擦系數進行實時檢測，將得到摩擦系數變化率與摩擦系數變化率突變量進行比較，根據比較結果判斷軸承材料潤滑是否失效，其中的摩擦系數變化率突變量與軸承材料和工況有關。通過這種評估方式，本發明能夠準確、及時發現軸承潤滑失效，避免長時間潤滑失效導致的安全事故。

技術領域

本發明涉及一種非穩態潤滑下軸承材料的失效評估方法，屬于軸承材料檢測技術領域。

背景技術

軸承是裝備制造領域的核心基礎零部件，軸承工業是國家基礎性戰略性產業，對國民經濟發展和國防建設起著重要的支撐作用。在軸承服役過程中，隨著工況的改變，往往會出現急加速/減速、高速/變載、高溫/低溫、乏油等條件下的非穩態潤滑情況，軸承高摩擦接觸區域產生高溫、高應力，導致軸承材料組織發生轉變，包括奧氏體、馬氏體轉變，碳化物分解、析出，晶粒細化等；同時在力的作用下位錯運動、塞積，導致裂紋源萌生，從而導致軸承過早失效，甚至出現突發性事故，造成嚴重的人身傷亡及經濟損失。

潤滑劑作為軸承的關鍵材料之一，在軸承各種工況的切換中，提供接觸區的承載、潤滑與散熱功能。軸承的各種失效往往是從接觸區的潤滑失效開始，尤其在大溫度/速度范圍內溫度及速度急劇變化的情況下，可能會出現某些時刻軸承已進入非穩態潤滑狀態，導致軸承的運行可靠性發生顯著變化。若不能及時發現非穩態潤滑下軸承材料的失效，對導致軸承磨損嚴重，甚至發生安全事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種非穩態潤滑下軸承材料的失效評估方法，以目前無法及時發現非穩態潤滑下軸承材料的失效導致軸承磨損嚴重的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種非穩態潤滑下軸承材料的失效評估方法，該評估方法包括以下步驟：

1)當待測軸承出現潤滑不良時，對服役過程的待測軸承摩擦系數進行實時檢測，將得到摩擦系數變化率與摩擦系數變化率突變量進行比較；摩擦系數變化率突變量指的是軸承材料從正常潤滑到潤滑失敗之間摩擦系數變化率最大值，摩擦系數變化率突變量與軸承的材料和加載工況有關；

2)若當前得到摩擦系數變化率小于對應的摩擦系數變化率突變量，則說明此時軸承潤滑未失效。

本發明選取摩擦系數變化率突變量作為評價軸承材料潤滑失效的評估指標，在軸承出現潤滑不良時，對服役過程的軸承的摩擦系數進行實時檢測，將得到摩擦系數變化率與摩擦系數變化率突變量進行比較，根據比較結果判斷軸承材料潤滑是否失效，其中的摩擦系數變化率突變量與軸承材料和工況有關。通過這種評估方式，本發明能夠準確、及時發現軸承潤滑失效，避免長時間潤滑失效導致的安全事故。

進一步地，若當前得到摩擦系數變化率大于對應的摩擦系數變化率突變量，則說明此時軸承潤滑失效。

進一步地，為提高失效判斷的準確性，若當前得到摩擦系數變化率大于對應的摩擦系數變化率突變量，則進一步判斷從軸承出現潤滑不良其到當前時刻的時間是小于摩擦系數變化率突變量對應的時間，若是，則說明此時軸承潤滑失效。

進一步地，為準確得到摩擦系數變化率突變量，摩擦系數變化率突變量是通過實驗標定得到。

進一步地，為得到不同材料、不同工況下的摩擦系數變化率突變量，實驗標定過程如下：

對不同材料的軸承進行加載實驗，記錄軸承從出現潤滑不良到潤滑失效過程中摩擦系數變化率，將摩擦系數變化率最大的點作為摩擦系數變化率突變量，將達到摩擦系數變化率突變量對應的時間作為摩擦系數變化率突變時間；所述加載實驗包括有不同加載工況。

進一步地，加載工況包括加載載荷和加載速度。