超声振动状态下PI和PTFE基复合材料的摩擦特性

为明晰超声减摩机理,建立超声电机的界面接触状态与摩擦特性的对应关系,针对定子与聚酰亚胺(PI)和聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料组成的摩擦副,搭建了超声振动摩擦实验平台,研究了定子齿结构、输入参数和环境因素对界面摩擦特性的影响规律。实验结果表明,定子齿结构明显放大表面质点的振幅,定子的谐振频率38.5 kHz处,定子齿对质点垂直振幅的提升幅度约为168%。在预压力作用下,定子齿结构与复合材料的嵌合作用会提高界面摩擦系数并降低超声减摩的幅度;质点振幅的垂直分量是导致超声减摩的主要因素,摩擦副的谐振频率41.5 kHz处,PI和PTFE基复合材料的超声减摩幅度分别为54.4%和40.7%;真空环境下,摩擦副相对运动时间非常短,产生的热量对界面摩擦特性影响不明显。