潘承怡 童圆栖 曹冠群 赵彦玲

哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨，150080

0 引言

钢球的表面质量直接影响轴承的性能和寿命，因此，钢球表面缺陷检测是钢球生产中十分重要的环节。目前，捷克SOMET公司的AVIKO 系列钢球表面自动检测仪被广泛应用于钢球表面质量检测[1]，其核心部件展开轮直接决定钢球的展开程度。展开轮两侧的非对称圆锥面通过摩擦力的作用，带动钢球切向滑动并产生一定角度的偏转，实现钢球表面以螺旋线形式展开[2]。展开轮表面受滚滑复合摩擦，造成展开轮过度磨损而影响钢球检测精度是其常见失效形式，所以减少磨损是要解决的问题之一；另外，由于展开轮和钢球均为光滑表面，表面粗糙度较小，产生的摩擦力也较小，在展开过程中容易出现打滑现象，造成钢球个别区域漏检，所以增大展开轮表面的摩擦因数是要解决的问题之二。因此，采取有效措施，在提高展开轮表面摩擦因数的同时减少磨损是解决问题的关键。

近年来，仿生摩擦学的发展为改善各种机械零件表面的摩擦磨损性能提供了新思路[3-4]，利用仿生物体表面的凹坑、凸起或条纹，使零件表面获得各种优良的性能。LIANG等[5]在滑动轴承中的润滑材料聚四氟乙烯上加工一系列凹坑微结构，发现凹坑的深度与转移膜厚度匹配有利于减少摩擦，且较小的凹坑直径有利于减少磨损。HAKAN等[6]将微结构应用于发动机轴承，发现带有横向微凹槽轴承的摩擦因数和摩擦力均大于普通轴承的摩擦因数和摩擦力。……