球-环接触摩擦力测量系统的研制*

研制一种球-环接触摩擦力测量系统,该系统可以模拟滚动轴承中滚动体与轴承外圈之间的接触,通过调节球和环的转速可以测得不同滑滚比下的摩擦力。介绍系统的组成和测量原理,选用PAO20和PAO40两种基础油进行测量试验,验证系统的准确性。使用该系统测得不同滑滚比、卷吸速度及黏度工况下的摩擦因数变化曲线。结果表明:摩擦因数随滑滚比的增大而缓慢增大直至平缓,随卷吸速度的增大而逐渐减小。该结果与经典的润滑理论的结果一致,验证了测量装置的准确性。     

球－盘静态接触间隙条件下润滑油微液滴铺展实验研究

为研究润滑油微液滴润滑机制,采用多光束干涉技术对球-盘静态接触下润滑油微液滴的铺展流动现象进行实验观察。结果表明：在球-盘接触构成的微间隙周围毛细力诱导微液滴铺展流动,微液滴铺展速度随液滴体积的增大而增大,随液滴黏度的增大而减小;润滑油微液滴在高表面能界面上具有较大的铺展速度;当润滑油的表面张力较小时,液滴的初始铺展半径变大,铺展距离明显减小,且产生二次铺展现象。     

往复运动条件下润滑油膜特性的实验观察

采用多光束干涉技术观察往复运动条件下润滑油膜的滑移及黏弹特性,研究振幅和频率对往复动态润滑弹流油膜的影响。结果表明:往复运动过程中,在特定时刻气穴的出现使油膜厚度逐渐减小,削弱了滑移程度;因润滑油的黏弹性而引起的运动滞后导致了油膜的非对称性;频率增大时,正行程末端时膜厚明显增大,油膜输送速度也随着增大;而负行程末端油膜受气穴的影响膜厚增大较慢;振幅(输入位移)增大时,正行程末端时油膜整体平移,而负行程末端入口凹陷呈现先变明显而后消失的现象。     

导流式油气润滑喷嘴试验研究北大核心

通过射流形态拍摄、液滴分布和尺寸测量及油气润滑供油量台架试验对新型导流式油气润滑喷嘴进行了优越性研究,分析了喷嘴导流体结构参数对轴承润滑效果的影响。最后将有AF涂层和未作任何处理的导流体对轴承润滑效果的影响进行对比可知,导流体材料表面能并非越小越好。     

基于电主轴驱动的油气润滑轴承性能测试系统

油气润滑是高速及超高速滚动轴承常用的润滑方式,为了对油气润滑下的滚动轴承进行性能测试,开发了一种基于电主轴驱动的油气润滑轴承性能测试系统,可实现不同载荷、转速和供油参数工况下轴承力矩和温度的同步测量.介绍了测试系统的结构组成、工作原理、单元功能、油气润滑参数的调节方法,并进行了不同转速下轴承力矩和温度的测试,结果表明:...     

表面划痕对滚子副润滑状态的影响

基于试验中观察到的滚子表面划痕现象,采用数值方法研究了不同供油条件下,划痕对滚子副润滑性能的影响,并与已有试验进行了比较,讨论了划痕长度和深度的影响.结果表明,划痕会影响滚子副的油膜压力和厚度,使得划痕中心油膜压力减小,膜厚增加;同时,划痕边缘处油膜压力增大,膜厚减小.供油层厚度越小,即乏油程度越严重,划痕边缘处的油膜压力及其梯度越大,膜厚越小.划痕越长,划痕越深,划痕中心的油膜压力越低,而膜厚越大.因此,划痕虽增大了滚子副划痕中心的膜厚,降低其压力,但同时增大了划痕附近的压力,减小了膜厚,在乏油条件下尤其如此,因此,划痕会加速滚子副的局部磨损.     

零卷吸条件下界面滑移的试验观察

利用光干涉技术观察球-盘运动状态由纯滑动变为零卷吸后接触区内润滑油膜的变化特征,得出不同于经典理论的结果,并将其归因于界面滑移效应。对于可能导致界面滑移产生的润滑油极限剪应力和界面临界剪应力2种机制进行分析,认为界面临界剪应力可以合理解释试验现象。为进一步证实分析的正确性,追踪零卷吸条件下冲击封油核心的运动规律,试验结果与分析结果相吻合。对零卷吸和球纯滑条件下封油核心运动速度进行定量对比,结果显示润滑油内存在同一不可超越的临界剪应力,得出镀有铬膜的玻璃盘界面具有较低的临界剪应力。     

喷嘴结构及参数对油气润滑轴承性能的影响

采用高速轴承试验台对油气润滑条件下轴承温升和运转摩擦力矩进行测量，分析喷嘴结构及参数对轴承性能的影响。结果表明：相同工况下采用导流式喷嘴结构所需的润滑剂最佳供油量低于孔式喷嘴结构；在给定润滑剂供油量条件下，导流式喷嘴在高速和重载工况下的优势更明显；导流丝越长，轴承的温升和运转摩擦力矩越低，而导流丝直径对轴承润滑性能的影响较弱；通过对液滴壁面分布形态进行观察分析，发现导流式喷嘴的优势在于其良好的润滑剂输送能力。     

硬脂酸吸附对轴承限量供油润滑影响

在限量供油条件下利用全轴承摩擦力矩测量系统和球-环点接触油膜润滑测量仪分别对PAO10(聚α-烯烃)和PAO10S(聚α-烯烃+0.2%w/w硬脂酸)进行摩擦力矩和膜厚测量。结果表明：轴承摩擦力矩先下降后上升，存在一个对应最小摩擦力矩的临界转速。当转速低于临界转速时，PAO10S的摩擦力矩随供油量增加而减小，且明显小于PAO10的摩擦力矩。当转速高于临界转速时，PAO10S和PAO10的摩擦力矩差别减小。PAO10S产生的轴承摩擦力矩降低归因于硬脂酸吸附膜的低剪切抗力，更重要的是，因吸附膜产生润滑轨道表面能的降低，导致摩擦副的入口供油情况得到改善。润滑油膜厚度的光干涉测量结果显示，因硬脂酸的吸附PAO10S和PAO10的供油状态可分为三个区，全轴承摩擦力矩的测试结果与这三个区对应的油膜承载特性相关。