[学科发展]润滑研究进展

过去20余年,薄膜润滑、纳米润滑、极端工况摩擦与润滑、生物润滑、绿色润滑、微量润滑等取得了重要进展。最近10余年,超滑、仿生润滑、智能润滑与监测,以及摩擦学测试技术和模拟仿真技术等研究飞速发展。微观研究已经成为润滑研究的主要手段,面向风力发电机、高铁、深空探测、深海探测、大飞机、超高速飞行器、新能源汽车等领域的润滑与密封和绿色近零排放润滑研究已经成为工业界关注的焦点。超滑作为润滑领域的新型颠覆性技术,逐步显示出其在工业生产和人类日常生活中的应用优势与勃勃发展生机。生物润滑包括人类器官中的摩擦与润滑和仿生学研究,在人类健康生活方面展示出重要作用。极端环境（高温、超低温、真空、高压等）摩擦与润滑,在卫星、火箭、舰艇、核电站及其他国防设施上用途广泛。而智能润滑等新兴领域发展,也将智能化应用到润滑领域,为设备的智能运行和制造提供了新的思路。在此,对润滑领域几个重要发展方向,如超滑、薄膜润滑、纳米润滑、极端工况摩擦与润滑、智能润滑、生物仿生学、绿色摩擦与润滑,以及摩擦学测试方法等方面进行回顾,介绍了国内外同行最新研究进展,并对未来进行了展望。     

滚动轴承润滑方式的分类与选择

依据润滑剂供给轴承时的外观状态将润滑方式分为脂、油两大类润滑方式.并进一步将润滑油润滑分为油浴润滑、连续油流润滑、断续油流润滑、滴油润滑、弥散微滴与油雾润滑五种类型。对各种润滑方式的性能特点进行了分析,并对技术经济指示进行了综合评价,从而给出了滚动轴承润滑方式的选择原则。     

非对称梯度功能材料聚合物齿轮的瞬态弹流润滑分析

梯度功能材料是一种应用广泛的新型复合材料,其制成的齿轮有着独特的性能。为研究梯度功能材料对齿轮的润滑性能的影响,用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行瞬态弹流润滑分析,比较均质复合材料齿轮与梯度功能材料齿轮的润滑性能,分析梯度功能材料齿轮分别作为主动轮与从动轮时的齿轮润滑规律,研究梯度功能材料的热性能对齿轮润滑的影响。结果表明:梯度功能材料能够减小齿轮润滑压力,增大润滑膜厚,从而有效改善齿轮润滑;梯度功能材料齿轮作为从动轮时对齿轮润滑较为有利。热弹流润滑分析表明,梯度功能材料齿轮作为从动轮时齿轮啮入的润滑温度较低,其作为主动轮则相对有利于其后的热弹流润滑。     

大型矿用挖掘机的润滑技术

概要介绍了大型露天矿用挖掘机润滑系统的特点和要求。对润滑系统的主要组成从干油润滑、稀油润滑、润滑室几个方面进行了描述。     

不同润滑条件下HIP-Si3N4/GCr15摩擦副摩擦特性的研究

在干摩擦、水润滑、锂基脂润滑和锂基脂＋MoS2润滑不同条件下,利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机,对HIP－Si3N4/GCr15摩擦副进行了摩擦磨损性能的对比试验研究,通过扫描电子显微镜对试件的表面形貌进行观察分析。结果表明:磨损速率的表现,Si3N4为水润滑＞干摩擦＞锂基脂润滑＞锂基脂＋MoS2润滑;GCr15为干摩擦＞水润滑＞锂基脂润滑＞锂基脂＋MoS2润滑。在锂基脂＋MoS2润滑条件下,HIP－Si3N4/GCr15摩擦副摩擦特性最佳。     

考虑边界膜强度的滑动摩擦副混合润滑模型研究

针对边界膜对摩擦副润滑状态的影响，提出一种能够综合反映压力及剪切速率对边界膜失效综合影响的边界膜强度模型，并基于润滑状态测试结果通过拟合获得模型参数；将该边界膜强度模型与流体动压润滑模型、粗糙表面接触模型耦合，建立考虑边界膜强度的混合润滑模型，并通过轴瓦摩擦实验机润滑测试结果对模拟结果进行验证。和现有典型混合润滑模型相比较，该混合润滑模型可以更准确地反映摩擦副的实际润滑状态以及摩擦因数变化规律。运用考虑边界膜强度的混合润滑模型分析轴瓦零件润滑状态转化特性和机制。结果表明：在存在边界润滑的混合润滑条件下，当加载力小于临界载荷，边界膜几乎未发生破裂，摩擦因数随载荷增加缓慢变大，其数值均较小；当加载力加至临界载荷，边界膜破裂，摩擦副微凸体接触区域出现干摩擦，摩擦因数出现突然增加，表明该摩擦副由边界润滑为主的混合润滑状态过渡到以干摩擦为主的润滑状态。     

发动机配气机构中气门-气门导管摩擦副的润滑研究

根据气门-气门导管的润滑状况将润滑区域分为动力润滑区和弹流润滑区,两种润滑区域的计算采用了不同的网格;为了使数值计算快速收敛,对弹流区的雷诺方程进行了函数变换;根据气门的动力学、动力润滑和弹流润滑方程进行了数值求解,求得了气门相对于气门导管的平衡位置,并根据求得的最小油膜厚度和润滑区的有效粗糙度给出了气门-气门导管的润滑状态;最后根据气门-气门导管的润滑状态,提出了以接触区的最大接触应力作为限制气门-气门导管磨损的依据,并给出了气门-气门导管接触区应力的分布函数。     

基于面接触的粉末润滑实验研究

利用石墨粉末颗粒,基于端面摩擦试验机对粉末润滑方式开展了摩擦学研究。试验了粉末冶金铜合金材料、粘结石墨润滑涂层、PTFE 3层自润滑复合材料3种试样在石墨粉末颗粒流润滑条件下的摩擦因数、温度及表面膜等特性,并与干摩擦和油润滑进行了对比。结果表明:粉末润滑可以实现与固体润滑膜、自润滑材料类似的无油固体润滑效果;利用它的持续补充性,可以实现动态补充和修复的固体润滑膜;但是,粉末润滑膜与基体附着能力较差。     

风力发电机主轴轴承润滑方式的改进

风力发电机主轴轴承的润滑对其寿命至关重要,针对主轴轴承采用脂润滑出现的润滑脂更换困难、低温流动性差等问题,对其润滑方式进行了改进,改用油润滑方式,并详细介绍了油润滑系统。     

Full film lubrication of deep drawing

An analytical model for full film lubrication of deep drawing is developed, combining the elastic–plastic membrane finite element code of deep drawing together with full film lubrication theory. In full film lubrication, the surfaces are not in contact, and the gap in between includes two types of lubrication: the thick film lubrication regime and the thin film lubrication regime. The film thickness and the strain distribution of full film lubrication are predicted here. The theoretical results show excellent agreement with the experiment data.     

油雾润滑技术系统介绍及应用

分析了油雾润滑技术的特点、油雾润滑设备的主要组成、油雾量的计算、油雾润滑系统的选择与应用以及影响油雾润滑性能的主要因素等问题,并指出使用油雾润滑系统之后,可获得极大的收益。     

钛合金切削润滑研究现状与发展趋势*

钛合金在航空航天、生物医疗等领域具有广泛而重要的应用,但钛合金是典型的难加工金属,其切削润滑问题是制约钛合金加工效率与质量的关键所在,目前尚未得到较好的解决。从钛合金切削中的摩擦学问题、切削润滑问题、水基润滑问题三方面介绍钛合金切削润滑研究现状,以有望解决钛合金切削润滑问题的水基润滑为基础,从适合于钛合金切削润滑的微量润滑技术及纳米颗粒增效两方面探讨钛合金切削水基润滑研究的发展趋势,并总结以水基润滑剂为基础的高性能钛合金切削液体系设计是未来研发新型高效环保钛合金切削液的重要途径。     

Research on thin film lubrication: state of the art

Thin film lubrication (TFL) has been well studied as a new lubrication regime since 1990s. TFL is a transition lubrication regime between elastohydrodynamic lubrication (EHL) and boundary lubrication (BL), which has specific lubrication features. Present paper summarizes the advancements of researches on TFL, which involves the origin of the TFL concept, advancement of measuring techniques, TFL film-forming features, investigation on its mechanism, and computation theories.     

浅谈车间的设备润滑管理

简单介绍了车间设备润滑管理工作现状,深入分析和总结润滑管理工作存在的问题和原因,采取了改进措施,阐述了润滑管理改进后的具体效果,指出了车间设备润滑管理工作的重要性。     

Calculation of Stribeck curves for line contacts

A mixed lubrication model is presented by which Stribeck curves can be calculated. By means of the Stribeck curve the transitions from boundary lubrication to mixed lubrication and the transitions from mixed lubrication to elasto-hydrodynamic lubrication can be predicted and subsequently the lubrication regime in which a particular contact operates can be predicted. Calculations are restricted to line contacts, because of the wide range of applications of line contacts or of very wide elliptical contacts.     

有机无灰减摩剂对流体动压润滑减摩性能影响机制

有机无灰减摩剂能减低流体动压润滑摩擦因数,对提升流体动压润滑性能提供了新思路。采用单油酸甘油酯、油酸、季戊四醇四异硬脂酸酯、司盘80作为有机无灰减摩剂,以质量分数5%与PAO 5基础油进行调和,制备4种不同润滑油样,采用流体动压润滑试验机对比其摩擦学性能。试验结果表明,有机无灰减摩剂在边界润滑和混合润滑中均具有一定减摩效果,在流体动压润滑下减摩效果更明显。其中,含质量分数5%季戊四醇四异硬脂酸酯的油样具有最佳的减摩作用,其在流体动压润滑状态下可使基础油的摩擦因数降低19.6%。分子动力学模拟结果显示,有机无灰减摩剂在摩擦表面产生滑移现象,减少了分子间碳链的相互缠绕,进而降低流体动压润滑下的摩擦因数。     

点接触润滑状态转化的实验观察

利用球-盘接触润滑油膜厚度的光干涉测量法，通过卷吸速度或载荷的改变实验研究了弹性流体动力润滑与流体动力润滑转化过程中油膜厚度的变化规律。实验结果显示这2种润滑状态之间存在明显的过渡区。与已有的理论一致，在弹性流体动力润滑区和流体动力润滑区，油膜厚度与卷吸速度或载荷在对数坐标中呈直线关系。在两者的过渡区，固体表面的弹性变形量随卷吸速度或载荷的变化发生明显的变化，油膜厚度与速度或载荷的关系不再为对数坐标中简单的线性关系。使用已有的润滑状态区理论不能得到实验观测到的润滑状态的转化过渡区。     

高速轴承油气润滑系统的研究及应用现状

随着高速加工技术的快速发展,油气润滑技术应用于高速机床/磨床电主轴轴承已成为目前发展的普遍趋势。概述近年来油气润滑系统应用于高速轴承的研究现状及应用进展,总结油气润滑系统组成、主要影响因素、油气两相流形成机制、润滑状态、关键部件研制等油气润滑系统的研究成果和应用现状,阐述油气润滑系统的设计难点,并提出油气润滑系统研究的未来发展方向。     

重型汽车变速器润滑失效模式分析及控制

应用现代设计DFEMA分析技术,对重型汽车变速器润滑失效模式进行了分析研究,提出了针对组合式、多档位、大转矩重型汽车变速器润滑系统所采用的一种全新的强制润滑加辅助喷淋润滑设计技术,有效地提升了润滑系统的使用性能,延长了变速器的使用寿命。     

超高速充液旋压时全膜润滑临界条件确定

采用电阻法对超高速充液旋压内螺旋翅片铜管时全膜润滑临界条件进行了研究，利用旋压接触面之间的电阻变化，确定了形成全膜润滑的临界条件，同时对影响全膜润滑油膜形成的因素进行了分析。试验结果表明，全膜润滑油膜形成主要取决于旋压速度和润滑油特性，其中旋压速度是影响全膜润滑油膜能否形成的关键条件。全膜润滑形成对轴向拉力、扭转偏角和表面粗糙度值均有一定的影响，尤其对扭转偏角和表面粗糙度值的影响更大。