空间长寿命球轴承的弹流润滑与密封分析.pdf

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1、2015年7月润滑与密封Ju1．2015第40卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．7DOI：10．3969／j．issn．0254～0150．2015．07．023空间长寿命球轴承的弹流润滑与密封分析王晓旭，林冠宇曹佃生(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033；2．中国科学院大学北京100049)摘要：针对空间光学遥感仪器扫描机构的高精度、长寿命设计要求，研究空间工况下轴承的润滑与密封方法。建立考虑热效应及润滑剂非牛顿性的角接触球轴承的弹性流体动压润滑(

2、EHL)模型，求出其数值解，分析在空间应用工况下各个参数对轴承润滑性能的影响，并提出润滑改进方法；通过对间隙密封效果的分析，提出一种优化的密封形式。结果表明，应用于空间的角接触球轴承，其热效应、润滑剂的非牛顿性及低速、高载荷会减小润滑油膜厚度；组合式的间隙密封结构密封性能明显优于直通式间隙密封。关键词：空间光学遥感仪器；弹流润滑；间隙密封；泄漏量中图分类号：V443．5：TH117．2文献标志码：A文章编号：0254—0150(2015)7—110—5AnalysisofElastohydrodynamicLu

3、bricationandSealing0fLong-lifeSpaceBallBearingWangXiaoxulILinGuanyuCaoDiansheng(1．ChangchunInstituteofOptics，FinemechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，China；2．GrauateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstrac

4、t：Forthedemandofhighprecisionandlonglifeofthescanningmechanismusedforspaceopticalremotesens—inginstrument，thedesignoflubricationandsealingofthespacebearingwasstudied．Consideringthermaleffectandnon—Newtonianismofgreases，themathematicalmodelforangularcontactsp

5、aceballbearingwasestablished，andthenumericalsolutionwasgot．Theeffectonlubricationofeachparameterwasanalyzed，andtheoptimizedmethodoflubricationwasputforward．Byanalyzingthesealingeffectofclearanceseal，abettersealingstructurewaspresented．Resultsshowthatthermale

6、ffect，non-Newtonianismandhighloadaswellaslowentrainmentvelocitycanresultinthedecreaseoffilmthickness．Combinedclearancesealingstructurecaneffectivelydecreasetheleakageofgreasescomparedwithstraightthroughtypeclearancesealingstructure．Keywords：opticalremotesens

7、inginstrument；elast0hydrodynamiclubrication；clearancesealing；leakage光学扫描机构越来越多地应用于空间光学遥感仪所采用的润滑剂关系很大，并且需要设计相应的密封器。其运行可靠性、寿命等问题越来越受到关注。根结构]。本文作者利用弹流润滑理论分析了空间应用据NASA的研究，相当比例的空间机械部件的失效同工况下的角接触球轴承的润滑状态．并利用真空设计润滑问题有关。空间润滑材料与技术对有效载荷的寿理论分析了间隙密封结构，得出了一些结论，以指导命有重要影响I

8、1]。在空间润滑技术领域里，最广泛应扫描机构的设计实践。用的润滑方式是固体润滑，如美国采用在金属表面镀1角接触球轴承的空间润滑性能分析WS，[231．1润滑方式选择．国内主要采用溅射方法在金属基体上镀MoS，。固体润滑具有承载能力高、热稳定性好、化空间光学遥感仪器扫描机构中应用的滚动轴承润学稳定性强、抗辐照、耐高真空等特点。液体润滑主滑，主要有以下要求：(1)长寿命，转数量级达到要适用