Journal bearing performance under starved lubrication

The hydrodynamic performance of a journal bearing under starved lubrication conditions is studied theoretically and experimentally. When lubricant is supplied to a journal bearing from an oil groove at an insufficient oil flow rate, the hydrodynamic oil film cannot cover the full width of the bearing at the inlet of the convergent bearing clearance, and the covered width increases gradually with the decrease in film thickness in the circumferential direction. This phenomenon affects the static and dynamic performance of the journal bearing. The oil film boundary in the bearing clearance is calculated numerically for a constant load and a constant speed under the assumption of laminar, iso-viscous lubrication. Measurements are in good agreement with predictions. Some more calculations of journal centre loci are given.     

利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦油膜能量方程的进油温度边界条件

针对推力轴承的基本结构，利用边界层理论确定弹性金属塑料瓦（EMP瓦）油膜能量方程的进油温度边界条件，结合“三峡推力轴承方案”中EMP瓦推力轴承数据，分析考虑热边界层对进油温度影响时，EMP瓦推力轴承润滑性能的变化情况。计算结果表明：考虑热边界层对进油温度的影响时，进油平均温度和最高油膜温度均有所升高，最大压力也有所增加，最小油膜厚度、流量及功耗都有所下降，说明热边界层对推力轴承的润滑性能产生了一定的影响。     

钢球平盘式无级变速器的弹流分析

应用弹性流体动力润滑理论及其公式，计算球盘传动的最小油膜礅工和膜厚比，并针对一台ＰＩＶ－ＫＳ型钢球平盘式无级变速器的支承轴承“散架”故障，分析其传动的润滑状况，找出故障原因。     

金属轧制过程工作界面非稳态润滑模型研究

基于非稳态流体动力润滑理论和相应的数学物理方法,建立了板带轧制时工作界面非稳态润滑基本模型。通过入口区的分析,确定了入口油膜厚度。考虑了非稳态变量如带张力、轧制速度、入口角等因素对入口油膜厚度的影响,同时还分析了入口油膜厚度的频率响应情形。入口油膜厚度幅值与输入频率成反比。入口油膜厚度呈周期性的变化,但不是正弦波形,所以整个轧机润滑系统是非线性的。非稳态工作区的分析建立在已知的入口油膜厚度基础之上。通过数值计算,定性地分析了后张应力、表面平均速度、入口角等参数对油膜厚度分布的影响。     

进水温度对水润滑轴承润滑特性的影响

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现：随着进水温度升高,轴承的水膜压力下降,但在水膜压力峰区域最大水膜压力升高、最小水膜厚度减小、偏心率增大,表明进水温度升高对润滑性能有着负面影响;在相同的载荷和转速下,轴承摩擦因数随着进水温度升高而下降,且高载荷下进水温度对摩擦因数的影响更大。通过试验发现进水温度越高对摩擦因数变化的影响越大,不同进水温度下载荷越低,载荷的变化对摩擦因数变化量的影响越大。     

多点接触乏油弹流润滑模型及试验研究

为探讨多点接触乏油弹流润滑机制,基于球与滚道接触区域的排油和补油平衡,建立适用于不同润滑状态的油膜厚度计算模型,可以计算从充分供油、乏油到干涸乏油的中心膜厚以及油膜不平衡时中心膜厚随滚动次数的衰减。利用自制的球-盘接触光干涉弹流试验装置,通过安装双镜筒同时获取相邻球的油膜图像,研究多点接触中相邻球的轨道重合和不重合时前球尾迹对后球油膜图像和中心膜厚的影响。结果表明:乏油润滑条件下,前后球的轨道不重合时轨道之间可相互补油;前后球的轨道重合时,在给定供油条件下,随着滚动线速度增加,入口弯液面逐渐靠近接触区域,中心油膜厚度增加,与相同工况下乏油润滑模型计算的膜厚对比吻合较好,验证了所建乏油润滑模型的正确性。     

离心脱开型超越离合器弹流润滑分析

离心脱开型超越离合器是航空传动系统中的重要部件,具有低速楔合传动、高速离心脱开的特性,使离合器在不同工作模式下接触载荷与转速呈不同的关系,因此需针对不同工况下离心脱开型超越离合器弹流润滑性能进行分析.建立离心脱开型超越离合器弹流润滑模型,采用多重网格分析方法进行数值求解,分析进油温度与速度对超越离合器弹流润滑性能的影响...     

摆动活齿传动的润滑性能及影响因素分析

在分析摆动活齿传动的啮合原理和载荷分布的基础上，应用弹性流体动力润滑理论对摆动活齿传动进行了研究，分析了该种传动所处的润滑状态，揭示了油膜厚度的分布规律，讨论了最小油膜厚度的影响因素。结果表明：活齿与激波器啮合处，主要处于刚性-变粘度润滑区，而活齿与内齿圈啮合处，主要处于弹性-变粘度润滑区；在摆动活齿传动中，在活齿啮入、啮出以及齿圈曲线拐点附近，油膜厚度较小，容易发生磨损、胶合；摆动活齿传动低副等效机构的机构参数对油膜厚度分布和最小油膜厚度都存在不同程度的影响。在允许范围内，适当调整摆动活齿传动等效机构参数，有利于啮合副油膜的形成并可增大最小油膜厚度。从而提高摆动活齿传动的承载能力。     

乏油工况下斜齿轮热弹流润滑特性研究*

建立斜齿轮的乏油热弹流润滑模型,并讨论供油量、转速和齿面粗糙度对润滑性能的影响。结果表明:乏油工况下增大入口区供油量,润滑区的膜厚增大而摩擦因数、温升和次表面应力幅值降低;随着供油量增大,乏油润滑特性逐步趋于全膜润滑状态下特性;随着转速升高,润滑膜厚增大但幅度有限,相应温度场增大和次表面应力场增大;齿面粗糙度会使油膜压力出现剧烈的波动,在油膜压力峰位置的次表面会出现应力集中。     

螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承润滑特性分析

为了提升润滑油系统可靠性,避免轴承磨损,采用CFD分析螺杆泵斜-平面固定瓦推力轴承的润滑特性。计算该螺杆泵螺杆轴向力,得到油膜承载力数值范围;采用有限差分法得到油膜压力分布与厚度分布,采用有限体积法仿真分析不同油膜厚度、不同进油温度时轴承的压力场。仿真结果表明：温度通过影响润滑油黏度对轴承压载产生影响,当油膜厚度固定时,进油温度越低,润滑油黏度越大,轴承所受压载越大;当进油温度一定时,油膜厚度降低,则承载能力增加。因此,在低温启动滑油泵时,油膜由薄变厚平衡螺杆轴向力的过程中,轴承压载可能会超过许用压载,从而导致轴承磨损。     

谐波齿轮传动齿面润滑状态分析及减少齿面磨损的措施

将谐波齿轮传动的润滑计算方法应用到谐波齿轮齿面润滑状态中,给出不同运动粘度下的最小油膜厚度及膜厚比曲线,提出改善润滑减少齿面磨损的措施。     

Thermo-elastohydrodynamic lubrication of an involute gear

This paper analyses the thermo-elastohydrodynamic lubrication on an involute spur gear tooth surface and the influence of the inlet temperature of the lubricant. The oil film temperature distribution shows a minimum near the point where the pressure distribution is a maximum and the energy loss a minimum. Then the temperature increases slightly in the outlet region. Calculated results show a decrease of a few percent in the maximum pressure distribution compared with an oil film on a rigid surface. Based on oil film thickness and gear tooth deflection, the load sharing coefficient and the relative transmitting errors are calculated. The behaviour of the oil film due to the variation of the normal tooth load at the transition point of the meshing is investigated also     

流体动压径向橡胶密封圈的密封特性研究

基于矩形断面密封圈这一简化模型，首次推导了具体的润滑方程和弹性变形方程，运用迭代算法计算了油膜厚度和油膜压力分布，并讨论了几个密封系统参数对油膜厚度的影响，对于得到预期的弹流润滑效果具有指导意义。     

纳米级润滑膜的粘度修正与薄膜润滑计算

根据纳米级润滑膜的试验测试结果提出薄膜润滑状态的粘度修正公式 ,并在此基础上建立了润滑膜厚度计算的数值计算方程。将该数值计算结果与弹流理论计算值和试验值进行对比表明 ,在薄膜润滑条件下 ,膜厚与速度和润滑油粘度的关系与弹流润滑计算结果相差较大 ,可明显看出弹流润滑向薄膜润滑的过渡 ,所提出的粘度修正式与试验结果则有较好的一致性     

快堆钠泵动静压导轴承润滑特性分析

快堆钠泵导轴承的润滑介质、工作原理以及润滑状态与传统滑动轴承均有显著不同,目前关于该类轴承的研究鲜有报道。为对钠泵导轴承设计和运行维护提供理论支撑,为以某快堆钠泵工程样机的内反馈轴承为研究对象,考虑紊流和动静压耦合关系等因素,建立了其润滑分析模型,采用自编有限元程序求解得到了典型工况下轴承的动静特性,分析了工况参数与关键结构参数对其润滑特性的影响。结果发现:钠液黏度低、密度大,紊流对液膜的润滑性能具有重要影响;当偏心率小于0.6时,主要由静压起主导作用,当偏心率大于0.6时,动压作用不可忽略,非线性效应增强;间隙增加最小油膜厚度线性增加、流量显著加大、稳定性下降;入口扬程增加,静压作用增强,流量增加,稳定性增强,典型工况下入口扬程应大于50 m才能保证轴承的高可靠性。     

Asymptotic analysis of a lubricated heavily loaded spinning and rolling ball in a parabolic raceway

In the paper, the previously developed asymptotic approach to solution of the steady isothermal problem of elastohydrodynamic lubrication (EHL) for heavily loaded point contacts is applied to a lubricated point contact with rolling and spinning. It is shown that the whole contact region can be subdivided into three subregions. The central region can be subdivided into the Hertzian region and two adjacent boundary layers — the inlet and exit zones. The main results of the paper are threefold: (i) it is shown that in the central parts of the inlet and exit zones, the mechanisms and the equations controlling the behaviour of the lubrication contact parameters in heavily loaded point and line EHL contacts are identical, (ii) asymptotically precise formulas for the central and exit lubrication film thickness for pre‐critical and over‐critical starved and fully flooded lubrication regimes are analytically derived, and (iii) the inlet and exit zone asymptotically valid equations are uniform across all steady heavily loaded line and point EHL contacts for lubricants with the same rheology. These asymptotically valid equations were analysed and numerically solved in previously published work based on the stable methods utilising the specific regularisation approach developed for lubricated line contacts. Cases of pre‐critical and over‐critical lubrication regimes are considered. The formulas for the lubrication film thickness for pre‐critical and over‐critical starved and fully flooded lubrication regimes allow for simple analysis of the film thickness as a function of spinning angular speed, angle of the entrained lubricant and other pertinent contact characteristics. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

冷却塔风机齿轮失效的弹性流体润滑分析

针对大型冷却塔风机的减速器齿轮失效情况,在校核了圆柱和圆锥齿轮的设计强度的基础上,应用弹性流体润滑的理论,根据可压缩流Reynolds方程所建立的膜厚公式,计算出齿面润滑油膜厚度,并据此研究了工作中的齿轮润滑状况和齿面损伤机理,确定齿轮过早失效的主要原因不是由于齿轮的设计强度不足,而主要是无法在齿面间形成有效油膜,齿轮工作中两齿面有直接接触现象造成,分析出失效的原因是齿轮的润滑不良。并提出相应的解决办法和改进建议,可作为齿轮传动设计和故障分析的参考依据。     

滑动条件下弹流润滑启动过程的实验观察

使用光干涉动态油膜厚度测量系统对不同启动条件下聚丁烯润滑油弹流油膜的形成过程进行了实验观测。结果表明,在纯滑动条件下,由于界面滑移弹流油膜存在反常的入口凹陷;卷吸速度相等时,较大的启动加速度产生较大的界面滑移,诱发较大的入口凹陷;不同的启动加速度,入口区的油膜形状和最小油膜厚度的变化也不相同。     

摆动活齿传动的弹流润滑分析

在摆动活齿传动运动学分析的基础上，应用弹性流体动力理论对摆动活齿传动的弹流润滑问题进行了计算分析。结合实例，对其油膜厚度进行了计算，分析了摆动活齿传动的各啮合副所处的润滑状态，为摆动活齿传动的设计、制造提供了理论依据。     

脂润滑轮毂轴承弹流润滑数值分析

基于Ostwald模型建立脂润滑控制方程,运用多重网格法求得等温线接触脂润滑弹性流体动力润滑数值解,得到钢球-沟道的压力分布、油膜形状及最小油膜厚度。针对轿车轮毂轴承的典型应用工况条件,分析工况参数对油膜压力分布和油膜形状的影响。结果表明:脂润滑弹流膜具有与油润滑膜相同的二次压力峰和出口颈缩现象。在轿车轮毂轴承可能的承载条件下,随着载荷的减小,二次压力峰的高度降低,其位置向入口区移动;一定承载条件下,速度增加时,膜厚相应增加,油膜的平行部分缩短,二次压力峰的高度增加,其位置也向入口区移动;一定承载和卷吸速度下,润滑脂流变参数增大时,二次压力峰的高度升高,其位置向入口区移动,膜厚相应增加。