Page 96 - 《摩擦学学报》2020年第3期
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362                                     摩   擦   学   学   报                                第 40 卷

   Mo， 说 明 此 处 为 滚 子 轴 本 身 的 氧 化 .  当 40Cr13与         轴材料分别为TC4、022Cr12Ni9Cu2NbTi和07Cr17Ni7Al

   90Cr18MoV滑动时，40Cr13较软，被严重擦伤并氧化.                    时，其效果最好.
       结合摩擦系数、磨损特性和磨损机理，在3种材料                             c. 用试验得出的最优材料和次选材料加工原尺
   按照与凸轮机构实际工作情况相同的应力、滑动速                             寸机构，在实际工作情况下运行以验证优化效果，结
   度、行程滑动的试验中，其摩擦磨损规律与相对硬度                            果显示最优材料在运行8 000次以后仍无明显失稳，而

   与韧性都有关. 在韧性无较大差别时，软材料发生较                           次选材料运行2 000次即不能可靠工作. 证明了基于载
   为严重的磨粒磨损；当高韧性材料发生摩擦时，其表                            荷谱的凸轮机构关键摩擦副优化方法的有效性.
   面形成黏着层，减缓其进一步磨损，但是摩擦力较大.
                                                      参 考 文 献
   试验中，A1组的滚子轴材料具有最低的摩擦系数和最
                                                     [  1  ]  Sun Huan, Chen Zuomo, Ge Wenjie, et al. Theory of machines and
   佳的耐磨性，因此预测，A1组的滚子/滚子轴摩擦副材
                                                          mechanisms[M]. Beijing: Higher Education Press, 2013(in Chinese)
   料在凸轮机构实际工作情况下具有最好的减缓阻力
                                                          [孙桓, 陈作模, 葛文杰, 等. 机械原理[M]. 北京: 高等教育出版社,
   矩增势效果.                                                 2013].

   4    优化材料的摩擦学特性验证                                 [  2  ]  Michalski J, Marszalek J, Kubiak K. An experimental study of diesel
                                                          engine  cam  and  follower  wear  with  particular  reference  to  the
       试验以凸轮机构的载荷谱为基础，在保持与机构                              properties of the materials[J]. Wear, 2000, 240(1-2): 168–179. doi:
   关键摩擦副相同应力、滑动速度和行程的情况下的滑                                10.1016/S0043-1648(00)00353-7.
                                                     [  3  ]  Wang Rui, Wang Linshan, Liang Xuebing, et al. Research status of
   动摩擦磨损试验中，预测A1组的凸轮/滚子和滚子/滚
                                                          friction  and  wear  properties  and  mechanism  of  automotive  cam
   子轴配副材料具有最佳的减缓机构扭矩增长的效果，
                                                          materials[J].  Powder  Metallurgy  Industry,  2018,  28(5):  65 –70
   A2组因其滚子材料的高韧性，预测其阻力较大. 为了
                                                          (in Chinese) [王蕊, 王林山, 梁雪冰, 等. 汽车凸轮材料摩擦磨损性
   验证这种方法的有效性，用这两组材料加工原尺寸凸                                能及机理的研究现状[J]. 粉末冶金工业, 2018, 28(5): 65–70]. doi:
   轮机构，然后安装于其实际工作环境中，以与真实工                                10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170018.
   况相同的电磁力矩驱动其运行，观测其可靠工作步数.                          [  4  ]  Braza  J  F,  Licht  R  H,  Lilley  E.  Ceramic  cam  roller  follower
       试验结果表明，用A2组摩擦副材料加工的原尺寸                             simulation  tests  and  evaluation[J].  Tribology  Transactions,  1992,
                                                          35(4): 595–602. doi: 10.1080/10402009208982161.
   机构，工作2 000步后，其运动失稳，可靠性大幅降低.
                                                     [  5  ]  Liang Xuebing, Li Gai, Wang Linshan, et al. Study on friction and
   用A1组摩擦副材料加工的原尺寸机构，工作8 000步
                                                          wear  properties  of  powder  metallurgy  sinter  hardening  cam
   后，其运动规律大致保持稳定，未出现工作失稳状况，
                                                          material[J].  Powder  Metallurgy  Technology,  2015,  33(2):  83 –88
   所以A1组摩擦副材料具有明显更高的减缓凸轮转动                                (in Chinese) [梁雪冰, 李改, 王林山, 等. 粉末冶金烧结硬化凸轮材
   轴阻力矩效果，验证了上述预测的正确性和方法的有                                料的摩擦磨损性能研究[J]. 粉末冶金技术, 2015, 33(2): 83–88].
   效性.                                                    doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2015.02.001.
                                                     [  6  ]  Kano M. Super low friction of DLC applied to engine cam follower
   5    结论                                                lubricated  with  ester-containing  oil[J].  Tribology  International,
                                                          2006, 39(12): 1682–1685. doi: 10.1016/j.triboint.2006.02.068.
       a. 台架试验测得机构的载荷谱，然后对机构进行
                                                     [  7  ]  Zhang H, Wang S, Guo P, et al. Microstructure and wear properties
   力学分析，得到机构关键摩擦副的载荷沿着凸轮轮廓
                                                          analysis  of  TiAlN  film  deposited  on  Cam  profile  using  ion
   的分布. 根据分布可知机构在推程阶段载荷较大，在
                                                          sputtering[J].  Tribology  Transactions,  2013,  56(6):  968 –976.  doi:
   凸轮轮廓25.2°处达到最大值1.28 N.                                 10.1080/10402004.2013.815833.
       b. 结合载荷谱设计模拟机构实际工作的线接触                        [  8  ]  Ofune M D, Banks P, Morina A, et al. Development of valve train
   滑动情况的摩擦副材料优化试验. 试验结果表明，3种                              rig  for  assessment  of  cam/follower  tribochemistry[J].  Tribology
   摩擦副材料的摩擦学行为与硬度和韧性均有关系. 在                               International,  2016,  93:  733 –744.  doi:  10.1016/j.triboint.2015.
                                                          02.026.
   韧性无较大差别时，硬度较高的材料其耐磨性较强.
                                                     [  9  ]  Sert H, Can A, Arıkan H, et al. Wear behavior of different surface
   对于1Cr18Ni9Ti这种硬度低、韧性高的材料，在与其
                                                          treated  cam  spindles[J].  Wear,  2006,  260(9-10):  1013 –1019.  doi:
   他材料相对滑动时，会在其表面形成黏着层，防止其
                                                          10.1016/j.wear.2005.06.012.
   进一步磨损，但是摩擦系数高. 试验预测在以减缓凸                          [10]  Xie Youbai. Three axioms in tribology[J]. Tribology, 2001, 21(3):
   轮机构阻力矩增长为目的的情况下，凸轮、滚子和滚子                               161–166 (in Chinese) [谢友柏. 摩擦学的三个公理[J]. 摩擦学学报,
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