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。     

UHMWPE复合材料水润滑轴承润滑状态转变性能研究

水润滑轴承润滑介质的黏度较低,轴承动压润滑难以形成。研究水润滑轴承润滑状态转变特性,可为水润滑复合材料轴承的设计和优化提供依据。建立水润滑轴承流固耦合计算模型,研究轴承承载力、水膜压力、轴承变形量随工况的变化关系,提出水膜厚度测试方法,研究轴承摩擦因数、水膜厚度随转速、负载的变化规律。研究结果表明:随偏心率和转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量均逐渐增大;随转速增大,轴承承载力、最大水膜压力和最大变形量的增幅逐渐减小。试验发现随着负载增大,改性UHMWPE轴承从混合润滑向动压润滑转变的膜厚比逐渐减小。     

海水润滑赛龙陶瓷轴承的摩擦学性能研究

分析海水润滑轴承的主要磨损形式,建立海水润滑赛龙陶瓷轴承的弹流润滑模型,通过数值计算发现在赛龙陶瓷/钢摩擦副间可以形成海水弹流润滑膜,轴承间水膜厚度分布有明显颈缩现象,但压力分布图中第二压力峰不明显;随着转速的增加,海水润滑膜膜厚及最小膜厚都变薄;相同条件下,赛龙陶瓷轴承用海水润滑比用纯水和油润滑时更不容易形成弹流润滑薄膜。     

陶瓷球轴承的热弹流润滑分析

建立陶瓷球轴承热弹流润滑的数学模型,利用多重网格法和逐列扫描法,得到陶瓷球轴承的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解,并与普通轴承计算结果进行比较。结果表明:转速与载荷会对陶瓷轴承的接触区的压力、膜厚、温度产生影响,其中随着转速的增加,最小膜厚增加,摩擦因数减小,滚动体表面温度下降,而随着载荷的增加,最小膜厚减小,摩擦因数增大,滚动体表面温度上升;在相同的工况参数下,陶瓷球轴承的油膜压力低于普通轴承,膜厚高于普通轴承,轴承内圈、滚动体、中层油膜的温升小于钢质轴承,因而陶瓷轴承的润滑性能更好,使用寿命更长。     

变卷吸速度过程对直齿圆柱齿轮热混合润滑的影响

以渐开线齿轮为研究对象,建立考虑时变效应的齿轮混合润滑模型,计算得到卷吸速度随时间变化的直齿圆柱齿轮的混合润滑数值解,并分析以不同加速度起动和制动过程对齿轮润滑油膜形状和压力的变化。结果表明:起动过程开始时,由于速度较低,整个齿轮润滑系统处于混合润滑状态,随着速度的不断增加,边界润滑效应逐渐消失,接触区也由边界润滑区进入弹流润滑区,并且加速度值越大,边界润滑就会提前结束,进入全膜润滑状态;由于速度在很短时间内变化,必须考虑时变效应,变速过程及变速过程结束后的一段时间都存在时变效应;起动和制动过程的油膜压力和膜厚变化是不可逆的。     

长径比对重载工况水润滑轴承性能的影响

水润滑轴承在工作中存在表面粗糙峰接触等摩擦问题,而合理的长径比可以改善轴承润滑状态。以重载水润滑轴承为研究对象,建立水润滑轴承混合润滑热模型,通过有限差分法计算求解,研究长径比对重载水润滑轴承性能的影响。结果表明：在相同载荷条件下,增大长径比可增强水膜承载力、提高最小膜厚进而改善轴承润滑状态,可使轴承压力分布均匀、削弱应力集中效应从而提高轴承使用寿命;低速时增大长径比可降低摩擦因数,但高速时摩擦因数随长径比的增大而增大;增大长径比还可降低轴承温度,但不利于水流的轴向端泄排出。     

瞬变载荷作用下水润滑轴承弹流润滑性能分析

综合考虑热效应与时变效应,建立水润滑轴承润滑数学模型,数值模拟阶跃、矩形脉冲、正弦脉冲以及高斯脉冲4种不同形式的瞬变载荷下,水润滑陶瓷轴承的压力与膜厚在不同瞬时的变化趋势。结果表明,在瞬变载荷作用的时间段内,压力增大,膜厚减小,且相比膜厚的波动幅度压力波动较为明显;4种形式的瞬变载荷中,矩形脉冲与阶跃载荷产生的最小膜厚最低。     

微观颗粒流对直齿轮热弹流润滑的影响

建立了粉末状颗粒流润滑数学模型,考虑了颗粒流对润滑油流变黏度和密度的定量影响,计入了时变效应和热效应,对直齿轮进行了热弹流润滑研究,分析了不同质量分数的Mo S2对压力、膜厚和温度的影响,比较了质量分数为5%的人造金刚石、45钢、石墨和Mo S2颗粒对压力、膜厚和温度的影响,最后与现有实验结果进行了比较验证。结果表明,Mo S2颗粒质量分数增大,最大温度有所降低,最小膜厚也减小明显,节点接触中心瞬态温升减小显著;摩擦因数和硬度很低的石墨和Mo S2颗粒流具有较好的润滑效果,而摩擦因数和硬度高的人造金刚石和45钢颗粒流对润滑不利。     

水润滑飞龙滑动轴承的表面织构热弹流润滑性能分析

建立了考虑表面织构的滑动轴承的弹流润滑几何模型,对考虑圆弧形凹坑、矩形凹坑和直角-三角形凹坑的水润滑飞龙轴承的弹流性能进行了数值分析。结果表明,压力与膜厚在凹坑处均出现波动,压力峰值和最小膜厚减小;滑滚比增大,最小膜厚减小,圆弧形凹坑的最小膜厚大于矩形凹坑的,远远大于直角-三角形凹坑的最小膜厚;随着轴承表面凹坑深度的增加,压力波动不明显;膜厚随着凹坑深度的增大,波动幅度增大,最小膜厚减小;直角三角形凹坑的轴承最不利于润滑。     

海水润滑塑料轴承的时变微观热弹流润滑分析

考虑了时变效应、轴承表面海水润滑膜温度场和两固体表面横向粗糙度等因素,对塑料轴承的弹流润滑问题进行研究.利用压力求解的顺解法及温度求解的逐列扫描技术,得到塑料轴承时变微观热弹流润滑问题的完全数值解.讨论了粗糙度函数幅值和波长及载荷、转速对于海水润滑膜压力及膜厚的影响.数值计算结果表明,粗糙度的几何参数对润滑性能有着不同程度的影响;随载荷的增大,压力增大,膜厚减小;转速对压力影响较小,随转速的增大,膜厚增大.     

乳化液润滑复合塑料轴承的弹流润滑分析

利用考虑惯性力的Reynolds方程,对乳化液润滑条件下复合塑料轴承的弹流润滑问题进行了数值模拟,讨论了载荷、转速和轴承轴径大小对乳化液膜压力和膜厚的影响.结果表明:在乳化液润滑条件下,惯性力对乳化液膜压力的影响很小,而对乳化液膜厚度的影响较大;随着载荷的增大,压力峰值有明显增大,而在入口区压力随载荷增大而减小,膜厚以及最小膜厚随载荷减小而明显增大;转速和轴承轴径大小对乳化液膜压力的影响不明显,而膜厚以及最小膜厚随转速增大而明显增大,随轴承轴径的增大而减小.     

水基磁流体轴承的微观弹流润滑分析

采用多重网格法和多重网格积分法对水基磁流体润滑轴承进行弹流润滑分析,在雷诺方程中考虑了热、非牛顿、磁场和时变的影响,探讨了粗糙度因素对弹流润滑性能的影响。分析中对比了轴-轴承双面和轴承单面带有正弦粗糙度时的润滑膜膜厚和压力的分布,并研究了双面都带有粗糙度相位不同时润滑膜压力和膜厚的分布。数值分析结果表明,两个表面都存在相同的粗糙度时,在波峰相对处的膜厚更小,压力更大,在波谷相对处的膜厚更大,压力更小;随着一个表面的粗糙峰远离另一个表面的粗糙峰时,膜厚和压力波动减小,润滑膜的最小膜厚逐渐增大,最大压力逐渐减小,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙谷相对时,膜厚和压力不在波动,最小膜厚达到最大,最大压力达到最小。然后当这个表面粗糙峰再继续接近下一个表面粗糙峰时,膜厚和压力的波动增大,润滑膜的最小膜厚又开始减小,最大压力又增大,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙峰相对时,膜厚和压力波动最大,最小膜厚达到最小,最大压力达到最大。     

乳化液润滑轧辊轴承的弹流润滑分析

建立乳化液润滑轧辊轴承的数学模型,分别在等温和热条件下对乳化液润滑轧辊轴承的弹流润滑问题进行数值模拟,讨论轧制力和转速对乳化液润滑膜压力和膜厚的影响。结果表明:等温条件下,当轧制力一定时,随着转速的增加第二压力峰增大,而膜厚及最小膜厚都增大;随着轧制力的增大,压力峰值有显著增大,但在入口区压力、膜厚及最小膜厚减小。热条件下,随着轧制力增大,膜厚和最小膜厚逐渐减小,而对压力几乎没有影响;随着转速的增大,膜厚和最小膜厚逐渐增大,压力逐渐减小,第二压力峰也逐渐降低甚至消失。     

水润滑塑料合金轴承的弹流润滑分析

建立水润滑塑料合金轴承的数学模型,对水润滑条件下塑料合金轴承的弹流润滑问题进行数值模拟,讨论转速和载荷对水润滑膜压力和膜厚的影响。结果表明:在水润滑条件下,转速对水润滑膜的压力影响不明显,而膜厚及最小膜厚随转速的增大而明显增大;随载荷的增大,压力峰值有明显增大,而在入口区压力随载荷增大而减小,膜厚及最小膜厚随载荷增大而减小。     

橡胶层厚度对水润滑轴承润滑性能的影响分析

在考虑橡胶轴瓦弹性变形基础上,建立水润滑轴承的弹流润滑模型并进行数值计算,从理论上分析水润滑橡胶层厚度对轴承弹流润滑性能的影响。结果表明:一定范围内,相同材料不同厚度的橡胶轴瓦对水润滑轴承水膜压力和厚度有着较大影响。随着橡胶层厚度的增加,水膜压力减小,水膜厚度增加,弹流润滑效果越好;相应地,水润滑轴承所承受的摩擦力会减少,摩擦因数会出现降低的趋势。     

水润滑飞龙轴承的微观热弹流润滑分析

考虑温度场和轴承表面连续余弦波状粗糙度的影响,对水润滑飞龙轴承进行弹流润滑分析;通过数值分析方法求得轴承的完全数值解;分析粗糙度函数的幅值和波长对压力、膜厚的影响。结果表明：考虑表面连续波状粗糙度时压力和膜厚出现波动,最小膜厚减小;粗糙度函数幅值增大,压力变化不明显,膜厚波动增大,最小膜厚减小;粗糙度函数波长增大,压力波动增大,膜厚变化不大。     

UHMWPE基水润滑轴承摩擦及润滑特性的试验研究

针对纤维填料改性UHMWPE水润滑轴承的摩擦磨损性能进行研究。在平面摩擦磨损试验机上对玻璃纤维及碳纤维填料对UHMWPE复合材料摩擦性能进行试验,并分析GF-CF-UHMWPE材料与Thordon SXL材料在干摩擦、水润滑工况下的摩擦因数及磨损量。最后,采用径向水润滑轴承试验台对比研究了GF-CF-UHMWPE轴承和Thordon SXL轴承在不同载荷下摩擦因数随转速的变化规律。结果表明:纤维填料能显著增强UHMWPE的减摩性和耐磨性,GF-CF-UHMWPE材料具有更好的耐温性能,线性热膨胀系数也显著减小;GF-CF-UHMWPE轴承具有相同载荷下启动转速低,启动摩擦因数小的特性。     

复合材料水润滑艉轴承结构设计研究

基于ANSYS CFX流固耦合数值计算方法,对水润滑复合材料艉轴承的润滑性能及结构设计开展研究,阐述了不同水槽结构、间隙比、长径比、直径等对轴承承载力以及水膜压力、轴承变形量、最小水膜厚度、轴承摩擦因数的影响规律。并利用水润滑轴承试验台研究了不同水槽结构对轴承启动摩擦转矩、转变速度以及摩擦因数的影响。研究表明,轴承摩擦因数、水膜最大压强、轴承最大变形随水槽数增多而增大;轴承承载力、最小水膜厚度随间隙比增大而减小,随长径比增大而增大。总结了直径为100~500 mm、长径比为2~3、间隙比为0.1%~0.2%的水润滑艉轴承承载力的变化规律,为水润滑艉轴承设计提供一定的理论依据。     

有限长线接触斜齿轮副瞬态弹流润滑研究

采用统一Reynolds方程建立斜齿轮有限长线接触瞬态弹流润滑模型,研究瞬态效应与表面粗糙度对润滑特性的影响。结果表明:考虑瞬态效应的斜齿轮副润滑参数在单齿啮合区域剧烈变化,其接触区域膜厚较低且摩擦因数较大,容易处于混合润滑状态;在单齿啮合区域,瞬态解有效承载区变窄且二次压力峰明显增大。当前算例表明全膜弹流润滑状态下,粗糙度对斜齿轮副的瞬态弹流润滑特性影响较少,仅在双齿啮合区域考虑粗糙度的平均膜厚较大,且对应接触压力与膜厚围绕光滑解波动。     

基于套圈变形的柔性轴承弹流润滑分析

以柔性轴承为研究对象,基于赫兹接触理论和弹性薄壁圆环理论,建立柔性轴承等温椭圆点接触弹流润滑模型,对滚珠及内外圈滚道的接触区受载荷最大位置处进行弹流润滑数值分析;计算危险点的曲率半径、速度及载荷,分析载荷及速度变化对该位置润滑性能的影响。研究结果表明:套圈变形使得润滑接触区峰值压力增大、膜厚减小;柔性轴承弹流润滑油膜最小膜厚及中心膜厚均随载荷的增大而减小,油膜压力随载荷的增大而变大,表明载荷增大对柔性轴承的承载有一定影响;随转速的增大最小膜厚及中心膜厚均增大,表明在一定范围内,适当提高转速能够改善润滑性能。