曲率和速度对齿轮油膜厚度的影响

本文研究了渐开线齿轮付的相对曲率半径和卷汲速度沿啮合线的分布,分析了这种分布对于最小油膜厚度的影响;得出了最小油膜厚度沿啮合线的分布规律并导出了关于最小油膜厚度最大值方程。最后,根据这些结果,作者提出院改进齿轮设计的方法。     

弹流理论膜厚的计算和研究

利用Herrebrugh给出的无量纲最小油膜厚度和弹性参数的数值计算结果,得出了在弹性-等粘润滑状态下,两者之间的关系式。在弹性-变粘润滑状态下,对Dowson油膜厚度公式进行了修正,给出了新的油膜厚度公式。计算结果表明,提出的油膜厚度计算公式计算结果更符合实测值。     

推力滑动轴承瓦块倾角的数值研究

将推力滑动轴承瓦块的运动模型简化为一矩形斜面 ,通过对二维Reynolds方程进行离散化数值求解 ,研究了瓦块倾斜角和瓦块最小油膜厚度对推力滑动轴承性能的影响 ,得出了最佳的推力瓦块倾斜角和最佳的最小油膜厚度值     

双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响研究

针对双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性影响的问题,根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点及弹流润滑理论,推导出了双渐开线齿轮接触线长度及当量曲率半径计算公式。建立了双渐开线齿轮弹流润滑模型,研究了双渐开线齿轮分阶参数对弹流润滑特性的影响;通过数值计算,得出了最小油膜厚度及摩擦系数在啮合周期内的分布情况。研究结果表明:采用该模型得出的最小油膜厚度与已有算例及经验公式得出的数值结果偏差较小;与双渐开线齿轮齿腰高度系数相比,齿腰切向变位系数对最小油膜厚度的影响较小,最小油膜厚度随高度系数的增大而减小;摩擦系数随齿腰高度系数的增大而增大,随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

线接触最小油膜厚度计算公式的简化及应用

将繁琐的线接触等温全膜弹流最小油膜厚度计算公式中的各参数,转化成与圆柱滚子轴承密切相关的参数,得出简化的、方便实用的圆柱滚子轴承最小油膜厚度计算公式,并将其应用于生产实践中。     

内啮合齿轮传动的弹流润滑

基于弹性流体动力润滑理论,建立了内啮合齿轮传动的弹流润滑模型。针对行星齿轮变速传动的两种工况,求出内齿轮和行星齿轮内啮合时各个啮合点的最小油膜厚度,绘出沿啮合线的弹流油膜厚度分布图。经过对膜厚图的分析得知,在行星轮和内齿轮啮合的节点靠近行星轮齿根处是油膜厚度的最薄弱处,且变速传动时,低速传动的内啮合工况润滑状态较差;经计算对比得出提高润滑油的粘度,可以增大润滑油膜的厚度;增大压力角提高油膜厚度的效果明显。提高齿轮啮合的油膜厚度对改善齿轮的润滑状态,降低齿轮的生产成本,具有实际使用价值。     

弹性变形对大型球磨机轴承性能的影响

研究弹性变形对大型球磨机滑履轴承性能的影响。采用有限差分法求解简化形式的N-S方程,得出油膜压力分布和膜厚分布;借助有限元软件ANSYS分析中空轴和轴瓦的弹性变形。将变形作为油膜变化的条件,油膜压力分布作为变形的条件,进行耦合分析,得出润滑油膜厚度及压力分布。结果表明:考虑中弹性变形时计算得到的最小油膜厚度小于未考虑弹性变形时的厚度,且球磨机四块瓦的油膜厚度分布规律不同,表明中空轴和轴瓦的变形对膜厚分布规律、压力分布及最小膜厚有较大影响,设计时必须考虑弹性变形的影响,以防止出现油膜过薄导致轴承失效。     

热模锻传动轴滑动轴承承载力分析

介绍用于动压径向滑动轴承油膜承载能力计算的雷诺方程。根据雷诺计算模型确定某热模锻压机传动轴滑动轴承的关键尺寸,并以该动压径向滑动轴承为基础,建立有限元模型,分析在不同最小油膜厚度下油膜上的压力分布和承载力变化,分析得出滑动轴承的最大承载能力及其所对应的最小油膜厚度。     

润滑系统对高线精轧机辊箱油膜轴承使用寿命的影响

为提高油膜轴承的使用寿命,根据油膜轴承的工作原理,利用油膜轴承最小油膜厚度的公式分析影响最小油膜厚度的因素;同时介绍精轧机润滑系统各元件的设置和润滑系统的污染控制措施。通过对精轧机润滑系统的维护来保证润滑油的质量,以满足油膜轴承对油温、油压、油品清洁度、油品含水量的要求,从而可延长油膜轴承的使用寿命。并列举了典型的事故案例从实际证明了润滑系统对油膜轴承的使用寿命的影响。     

薄壁缸套表面的微坑结构参数影响分析

建立了微坑缸套表面润滑动力分析模型,获得了最大速度瞬时最小油膜厚度与球面微坑半径和微坑口部半径的关系方程,分析了球面微坑半径和微坑口部半径对最小油膜厚度最大瞬时值影响.数值结果表明,最大速度瞬时最小油膜厚度受到微坑口部半径的直接影响,是缸套表面油膜厚度的主要控制参数.     

紫外激光单脉冲辐照损伤金属薄膜的数值模拟研究

针对不同厚度的镍膜以及金膜,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics研究了波长248nm、矩形脉冲宽度14ns激光辐照损伤阈值随膜厚变化的物理过程。本研究与他人的理论计算和实验测得的结果基本一致,研究表明:在高强度单脉冲激光均匀辐照下,金属薄膜表面的损伤主要是由于激光能量在其材料内部的沉积而导致的热效应引起的;当金属薄膜的厚度小于其光学吸收长度时(镍膜厚度<8nm,金膜厚度<12nm),其熔融损伤阈值随着薄膜厚度的增加而减小;当薄膜厚度大于光学吸收长度而小于其热扩散长度时(镍膜厚度8~730nm,金膜厚度12~1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度增加而线性增加;当薄膜厚度大于其热扩散长度时(镍膜厚度>730nm,金膜厚度>1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度的增大基本保持不变。     

基于单色光干涉的光刻胶膜厚测量方法

针对传统的通过转速与光刻胶膜厚的关系来大致判断膜厚范围的问题,研究了基于单色光干涉的光刻胶膜厚测量方法。基于光刻胶的基本特性,将油膜的膜厚测量方法应用在光刻胶上。基于薄膜干涉原理进行系统的光路设计以及光刻胶膜厚测量平台的设计。进行了干涉条纹自动计数算法的研究以及基于单色光干涉的相对光强原理的研究。最后搭建硬件系统和软件系统,对干涉条纹自动计数算法与单色光干涉的膜厚测量方法进行实验验证与分析,实现了光刻胶膜厚的快速精确测量。     

冷连轧机相对油膜厚度的测试与建模

为了分析冷连轧机支撑辊动压油膜轴承的油膜厚度变化对带钢厚度的影响,提高轧机AGC精度,进行了油膜厚度测试实验。对某1450mm五机架冷连轧机进行空压靠,在不同转速和轧制力条件下,记录液压缸缸位移变化值。根据实测数据,建立油膜厚度增量模型,运用Levenberg-Marquardt法拟合出该套轧机的油膜厚度模型参数。实测数据分析表明,油膜厚度随转速增加而增加,并随转速的进一步增加而变化趋势减缓。该研究为轧机厚度方程中油膜厚度补偿量的选取提供了可靠的依据。     

单色光干涉面接触润滑膜厚在线测量

提出了滑块-玻璃盘形成的面接触润滑油膜厚度光干涉在线测量方法。以单色激光为光源,根据油膜厚度变化引起平行干涉条纹平移的物理特征,基于光流和动态时间规整技术构造复合算法,测量干涉图像相邻帧空间域上一维光强曲线的位移,从而得到相邻帧之间的油膜厚度差。从零速度开始记录每一帧干涉图像对应的膜厚变化,实时计算出当前帧对应的膜厚,实现了膜厚的在线测量。当前算法的测量结果与离线膜厚测量结果进行了对比,验证了该系统的测量准确性。进行了阶跃载荷、匀加速及匀减速工况下的膜厚测量,揭示了膜厚变化规律。     

Measurement of the influence of sliding velocity on oil film thickness in an elastohydrodynamic point contact

Experiments have been carried out to measure the film thickness between a sapphire disc and a polished steel ball when slippage is permitted between the two surfaces. The velocity sum of the two surfaces was kept constant during the measurements. The method used to determine the oil film thickness in the contact zone is optical interferometry. It was observed that the change in minimum film thickness was slight. When the sliding velocity was increased, the decrease in central film thickness was considerably larger than that of the minimum film thickness. In addition, the two side lobes, in which the minimum film thickness area occurs, were observed to become flatter as the sliding velocity was increased.     

Study on Starved Lubrication Performance of a Cycloid Drive

The lubrication performance of cycloid drives affects the dynamic characteristics, mechanical efficiency, and contact fatigue behavior. Starved lubrication performance of a cycloid gear drive is studied using a numerical thermo-starved elastohydrodynamic lubrication model. The parameter of the inlet oil film thickness is chosen to represent the starvation degree. Effects of the inlet film thickness on the central film thickness, friction coefficient, frictional power loss, starting position of the effective film thickness, and lubrication efficiency are investigated. The optimum inlet film thickness is defined and is calculated under different rolling–sliding ratios, speeds, and loads. Finally, the optimum inlet film thickness during the meshing process of a cycloid drive is calculated.     

Non-linear dynamics of inlet film thickness during unsteady rolling process

The inlet film thickness directly affects film and stress distribution of rolling interfaces. Unsteady factors, such as unsteady back tension, may disturb the inlet film thickness. However, the current models of unsteady inlet film thickness lack unsteady disturbance factors and do not take surface topography into consideration. In this paper, based on the hydrodynamic analysis of inlet zone an unsteady rolling film model which concerns the direction of surface topography is built up. Considering the small fluctuation of inlet angle, absolute reduction, reduction ratio, inlet strip thickness and roll radius as the input variables and the fluctuation of inlet film thickness as the output variable, the non-linear relationship between the input and output is discussed. The discussion results show that there is 180° phase difference between the inlet film thickness and the input variables, such as the fluctuant absolute reduction, the fluctuant reduction ratio and non-uniform inlet strip thickness, but there is no phase difference between unsteady roll radius and the output. The inlet angle, the steady roll radius and the direction of surface topography have significant influence on the fluctuant amplitude of unsteady inlet film thickness. This study proposes an analysis method for unsteady inlet film thickness which takes surface topography and new disturbance factors into consideration.     

新型光干涉法纳米级润滑膜厚度测量仪

润滑膜厚度的测量是开展纳米量级薄膜润滑状态研究的关键问题。利用光干涉法相对光强原理研制出一种纳米级润滑膜厚度测量仪,在低速低载荷条件下对点接触纯滑动润滑接触中心区润滑膜厚度进行测量,并讨论接触中心区和润滑膜厚度与速度和载荷之间的关系。结果表明:已测量的膜厚值已达到纳米量级,在设定工况下润滑膜厚度随速度增大而增大,随载荷增大而减小;比较Hamrock-Dowson公式计算结果和实验结论证明,这种仪器能有效实现对纳米级润滑薄膜厚度的测量。     

含均压槽静压止推气体轴承的气膜特性

采用ICEM建立含均压槽的静压止推气体轴承的气膜二维计算模型,分析不同供气压力和气膜厚度下的气膜压力、速度分布,并计算不同供气压力和气膜厚度下的承载力和气体质量流量。结果表明:随着供气压力和气膜厚度的增大,均压槽内的气旋现象越来越明显;随着供气压力的减小和气膜厚度的增大,气膜压力趋近于线性分布;轴承的承载力随着供气压力的增大而增大,气体流量随着供气压力和气膜厚度的增大而增大。均压槽是影响气膜压力和速度分布的关键因素,而均压槽内的气旋现象是影响均压槽内部流场的主要原因之一,而随着气膜厚度的增大均压槽的这种影响会而逐渐减小。     

A study on the circumferential groove effects on the minimum oil film thickness in engine bearings

This paper presents the effects of circumferential groove on the minimum oil film thickness in engine bearings. The fluid film pressures are calculated by using the infinitely short bearing theory for the convenience of analysis. Journal locus analysis is performed by using the mobility method. A comparison of minimum oil film thickness of grooved and ungrooved bearing is presented. It is found that circumferential 360° groove only reduces the absolute magnitude of the oil film thickness, but 180° half groove affects the shape of film thickness curve and position of minimum oil film thickness.