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基于润滑的超声电机长寿命摩擦副设计

超声电机是利用逆压电效应将定子微观振动通过摩擦耦合转换成转子宏观运动的一种新型微特电机，具有无磁、响应快、断电自锁、低速大扭矩、精度高等独特优势，已经成功应用于航空航天、精密仪器、生物医疗设备和武器装备中，为降低空间探测器重量、提高作动精度、解决电磁兼容性等技术壁垒做出了重要贡献。但是由于界面磨损限制了其长期连续运动，尤其在真空、高低温、辐照等特殊工况下，界面磨损更加严重，大大限制了其空间应用。为了提高超声电机空间服役寿命，本研究在传统聚合物基摩擦材料与磷青铜摩擦副的基础上，设计了定子表面非连续超耐磨摩擦材料，避免了转子连续摩擦材料微动工况下的疲劳断裂以及对定子磷青铜的过度磨损，对转子铝合金表面采用了微弧氧化构筑氧化铝复合润滑涂层，同时在定子摩擦材料表面利用激光刻蚀构筑表面微结构，将空间固体润滑剂填充到表面微结构中调控界面摩擦系数并降低界面磨损，从而系统提高超声电机界面耐磨性。