ICS49.035 V22 中华人民共和国国家标准 GB/T28878.2—2016 空 间科学实验转动部件规范 第2部分:润滑设计要求 Specificationoftherotatingcomponentinspacescienceexperiments— Part2:Requirementsoflubricationdesign 2016-08-29发布 2016-11-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 设计总则 2 ………………………………………………………………………………………………… 4.1 一般要求 2 …………………………………………………………………………………………… 4.2 润滑类型与选用原则 2 ……………………………………………………………………………… 4.3 润滑设计流程 2 ……………………………………………………………………………………… 5 设计要求 3 ………………………………………………………………………………………………… 5.1 油润滑设计 3 ………………………………………………………………………………………… 5.2 固体润滑设计 4 ……………………………………………………………………………………… 6 设计验证 5 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 常见油润滑的使用特点与使用要求 6 …………………………………………… 附录B(规范性附录) 油润滑设计的参数计算 8 ………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 固体润滑材料特点、轴承预紧与固体润滑轴承跑合 11 ………………………… 参考文献 13 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T28878.2—2016 前 言 GB/T28878《空间科学实验转动部件规范》分为以下10个部分: ———第1部分:设计总则; ———第2部分:润滑设计要求; ———第3部分:滚动轴承验收; ———第4部分:润滑油验收; ———第5部分:电机验收; ———第6部分:性能测试; ———第7部分:可靠性试验; ———第8部分:装配; ———第9部分:交付; ———第10部分:储存复验。 本部分为GB/T28878的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口。 本部分起草单位:中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院兰州化学物理研究所。 本部分主要起草人:贾建军、姜紫庆、翁立军、崔维鑫、刘晓华、王晨飞、谢燮。 ⅢGB/T28878.2—2016 空间科学实验转动部件规范 第2部分:润滑设计要求 1 范围 GB/T28878的本部分规定了空间科学实验装置转动部件的滚动轴承润滑设计及验证的要求。 本部分适用于空间科学实验装置转动部件滚动轴承的润滑设计。其他有效载荷和空间飞行器平台 转动部件的润滑设计可参照使用。 注:本部分中在不发生歧义的情况下,空间科学实验装置转动部件简称转动部件。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T28878.1—2012 空间科学实验转动部件规范 第1部分:设计总则 GB/T28878.7—2016 空间科学实验转动部件规范 第7部分:可靠性试验 GJB2375 空间精密轴承润滑油规范 GJB3032 溅射二硫化钼基自润滑固体薄膜规范 3 术语和定义 GB/T28878.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 润滑 lubrication 改善设备摩擦副摩擦状态的技术措施。 注:润滑可降低摩擦阻力、减缓磨损和能源消耗、保证设备正常工作、延长设备使用寿命。 3.2 弹性流体动力润滑 elasto-hydrodynamiclubrication;EHL 弹流润滑 摩擦界面为点、线接触,在一定载荷、速度和温度条件下,受变黏性流体动压作用和接触面弹性变形 效应双重影响下的润滑状态。 注:20世纪40年代末,科学家们将18世纪80年代的经典Reynolds流体润滑理论和Herts弹性接触理论结合起来 研究,获得了弹性流体动力润滑的近似解,奠定了弹流润滑的理论基础。20世纪60年代以来通过计算机和数 值分析得出等温弹流润滑的计算结果,提出适合工程设计应用的油膜厚度计算公式。弹流润滑理论与应用成 为近代摩擦学主要研究领域之一,还正在继续发展和完善中。 3.3 润滑油膜 lubricationfilm 润滑油在摩擦副间形成的一定厚度的油层。 注:转动时润滑油被粘在轴承上,在滚珠与轴承沟道接触处产生油楔,随着轴承转动形成了润滑油膜。润滑油膜厚 1GB/T28878.2—2016 度受温度、运转速度、载荷以及润滑油的黏度等因素影响。 4 设计总则 4.1 一般要求 润滑设计应遵循以下原则: a) 满足转动部件的功能性能要求; b) 降低转动部件运转时的摩擦阻力矩; c) 符合转动部件的寿命要求; d) 适应转动部件所处的环境要求。 环境约束见GB/T28878.1—2012的4.1。 轴承的选用与装配对润滑性能有较大影响,其使用要求参见A.1。 4.2 润滑类型与选用原则 4.2.1 润滑类型 润滑类型包括油润滑(含脂润滑)、固体润滑和混合润滑。其中脂润滑是油润滑的一类,混合润滑中 既有固体润滑,又有油润滑(含脂润滑)。 三种润滑方式的特点参见A.2。 4.2.2 选用原则 选择润滑方式应综合考虑转动部件类型、使用工况和润滑剂性能等影响因素,见表1。 表1 润滑方式选择约束条件 影响因素 参数和约束条件 转动部件类型 基体材料特性、运动方式、转速以及摩擦对偶材料特性 使用工况和性能要求运转寿命要求、摩擦阻力要求以及摩擦接触方式。 承载能力要求。 运行温度、真空度、其他特殊空间环境条件(包括强辐射、微重力以及原子氧等),地 面贮存环境以及发射期间的环境条件。 其他特殊要求,如密封、传热等 润滑剂 性能润滑油 润滑脂 固体润滑剂饱和蒸汽压、运动黏度、酸值、凝固点、闪点、黏温特 性、使用温度范围等倾点、爬行迁移特性 锥入度、相似黏度 摩擦学性能、力学性能以及根据具体需要可能涉及的电学、热学以及化学等性能 低速转动、摆动、间歇转动宜采用脂润滑或固体润滑;在温度环境恶劣的情况下宜采用固体润滑; 中、高速转动长寿命运行宜采用油润滑。 4.3 润滑设计流程 空间科学实验装置转动部件润滑设计流程见图1。 2GB/T28878.2—2016 图1 润滑设计流程 5 设计要求 5.1 油润滑设计 5.1.1 润滑油和润滑脂的选用 5.1.1.1 空间常用润滑油有矿物油、全氟聚醚(PFPE)、合成碳氢油、硅油、硅碳烃油等。在应用时,润滑 油应符合GJB2375的要求。常用润滑油及其特点参见A.3。 5.1.1.2 润滑脂是由基础油、增稠剂和添加剂混合而成。润滑脂按稠化剂可以分为皂基润滑脂、非皂基 润滑脂和烃基润滑脂。常用润滑脂及其特点参见A.4。当选择润滑脂时,应综合考虑润滑脂的成分与 特性、使用部位的工作条件(温度、负荷、转速、接触介质)、润滑方式和工作寿命。 5.1.1.3 应根据润滑状态选择适当的润滑油,油润滑状态见B.1;为确保轴承处于流体润滑状态,最小 油膜厚度应等于或大于许用油膜厚度。 5.1.1.4 选用油润滑剂参数时,需要重点考虑转动部件对摩擦阻力矩的要求,油润滑摩擦阻力矩评估方 法见B.2。 5.1.1.5 当选择油润滑或脂润滑方式时,应考虑以下因素: a) 摩擦系数; b) 运行温度限制; 3GB/T28878.2—2016 c) 爬行特性(可采取阻隔措施); d) 黏温特性; e) 压黏系数; f) 降解、聚合、氧化、变质; g) 与轴承零件材料或其他润滑剂的兼容性; h) 润滑剂挥发和损耗量。 5.1.2 供油设计 空间科学实验转动部件运行寿命期所需的润滑油量,应通过以下途径进行设计,予以保证: a) 加注在轴承滚道和钢球上的初始油量。该油量应足以在轴承滚道建立起一定厚度的附着层, 以保证在运行时建立和维持设计润滑状态; b) 保持架通过浸油存储一定油量。该油量会在空间科学实验转动部件在轨寿命期间逐步渗出, 是轴承滚道损耗油量的主要补充来源。保持架所需浸油率应综合考虑运动速度和润滑油逸出 量,以满足工作寿命要求; c) 设置储油器。对储油器进行浸油存储一定油量,工作时析出弥补润滑油的损耗。 必要时可采用主动补油装置进行在轨补油。 5.1.3 降低油耗设计 为防止油的过度损耗,宜采取以下措施: a) 选择低饱和蒸汽压的润滑油; b) 设计气密封结构或迷宫密封结构,降低油的汽相损耗; c) 必要时,在需要的部位涂覆低表面能涂层,防止油的爬移损失。 5.1.4 油润滑寿命评估 目前对油润滑的设计寿命评估,主要是基于润滑油油膜的存在寿命。在