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。     

螺旋锥齿轮齿面粗糙度对其乏油润滑寿命的影响

为揭示螺旋锥齿轮真实齿面粗糙度与失油啮合条件下乏油寿命间的关系,根据微分几何与啮合原理,计算啮合点的弹流润滑参数;建立考虑齿面粗糙度影响的弹流膜厚方程,借助有限元方法求解Reynolds方程得到啮合过程中各啮合点的法向正压力和弹流润滑中心油膜厚度;通过修正螺旋锥齿轮光滑齿面的乏油寿命预测公式,计算不同粗糙度表面参数下的螺旋锥齿轮乏油寿命,分析粗糙度表面参数对其寿命的影响规律。结果表明,结果表明,失油条件下齿面啮合乏油润滑寿命较短,在合适的范围内,增大齿面粗糙度能提高乏油寿命,且相对光滑齿面,粗糙接触齿面油膜分布较均匀。     

偏心凸轮副时变乏油润滑数值分析

为研究乏油条件下偏心凸轮副的润滑状态,基于凸轮-挺杆机构建立时变乏油润滑模型,探究一个周期内6个典型瞬时(60°、120°、180°、240°、300°、360°)的压力和油膜厚度变化规律,并分析不同凸轮旋转角度下转速、初始载荷和润滑油黏度等参数对接触区润滑状态的影响。结果表明：当凸轮转至180°时,膜厚最小,压力最大,乏油状况最严重;限量供油下最小膜厚出现在凸轮转角为180°时,但是凸轮转角为0°时乏油速度最快,乏油程度更深;增大凸轮旋转速度时乏油速度更快,乏油程度更深;相同供油条件下,润滑油黏度越高使得接触区乏油情况越严重,乏油速度更快,乏油程度更深;载荷对接触区的润滑状态的影响较小,只在凸轮转角为0°接触区卷吸速度最大时,能够体现出载荷对接触区润滑状态的影响。     

点接触混合润滑的数值求解方法

基于半系统法的统一Reynolds方程,对点接触混合润滑进行数值模拟。在流体润滑区,采用Reynolds方程求解流体压力,在固体接触区采用简化Reynolds方程求解压力。弹性变形使用离散卷积-快速傅里叶变换(DC-FFT)计算。为了加快迭代收敛速度,在数值求解过程中使用渐进网格加密(Progressive Mesh Densification,PMD)算法。数值模拟结果表明,该模型可以快速地求解光滑和粗糙表面条件下的各种润滑情况,包括全膜、混合和边界润滑;随着卷吸速度的增加,润滑状态从边界到混合再到全膜润滑是个光滑过渡的过程。     

点接触弹流润滑供油条件退化的乏油分析

在点接触弹流润滑中,如果不能及时补充新油,则接触区的供油条件会随着润滑次数而退化。分析了供油油膜厚度、中心膜厚、最小膜厚和润滑油膜压力区形成位置与润滑次数的关系。结果表明:润滑开始时,由于供油油膜厚度较大,系统处于充分供油状态;随着润滑次数的增加,有一部分油从两侧泄漏,系统逐渐转到乏油状态,供油油膜厚度、中心膜厚和最小膜厚均逐渐变小,压力区形成位置则逐渐向Hertz接触区靠近;最终供油油膜厚度、中心膜厚和最小膜厚趋于定值,压力区趋于Hertz接触区,从而达到一种稳定乏油状态。     

摆线针轮传动接触乏油润滑特性分析

摆线针轮行星传动啮合过程中供油量变化影响传动效率和接触疲劳特性。引入部分油膜厚度比例,以入口油膜厚度来表征乏油程度,建立摆线针轮有限长线接触乏油润滑数值模型,研究在齿宽方向上入口油膜厚度不均匀分布对压力和膜厚分布的影响。结果表明:乏油条件下,随着入口供油量增加,入口油膜厚度的不均匀分布对齿宽方向上的压力和膜厚分布的影响减小;随着速度的增加,齿宽方向压力和膜厚分布受入口油膜厚度不均匀分布的影响增加;随着载荷的增加,齿宽方向压力和膜厚分布受入口油膜厚度不均匀分布的影响程度减小。     

面向乏油工况的高速轴承润滑增效研究

高速工况下轴承内部流动阻力增大、接触区供油效率降低导致轴承处于乏油润滑状态,严重影响轴承的服役性能.为提升高速下轴承内部润滑介质流动能力,改善轴承的润滑状态,本文提出一种面向滚动轴承喷射润滑的增效方法.通过在轴承内圈表面设计轴向沟槽结构,提升润滑介质的轴向流动能力,进而提高高速工况下轴承滚道及接触区域的润滑油量.通过建...     

表面粗糙对乏油条件下非牛顿点接触热薄膜润滑的影响

假设运动表面为光滑表面,静止表面上有一个垂直于卷吸速度方向的横向划痕,采用Ree-Eying本构关系求解表面单一粗糙对纯滑动点接触热薄膜润滑的影响,分析处于接触区中心的表面划痕在不同的乏油程度下对油膜压力、膜厚及温度的影响。结果表明:在乏油条件下,处于静止表面上接触中心的横向划痕前后的压力和温度都有尖锐的升高,且这种升高幅度随乏油程度的严重而增加;在乏油条件下,表面粗糙的存在更不利于润滑,易于造成润滑失效。     

表面形貌在乏油润滑时的最大静摩擦力研究

采用磨削和刮研方法加工了2种表面形貌,并在乏油情况下进行了这2种形貌的最大静摩擦力实验。结果表明,刮研形貌的最大静摩擦力较磨削形貌小,约为后者的77%。且刮研表面有鱼鳞状浅坑形貌,实验观察到小气泡在刮研形貌上的浅坑中稳定存在。分析认为,该小气泡在一定的条件下有助于承载并减小最大静摩擦力。     

乏油润滑对球轴承摩擦发热影响研究

以QJS206三点接触球轴承为例,在摩擦磨损试验机上,测得乏油条件下轴承钢-轴承钢的滑动摩擦系数,将该系数带入轴承分析软件,计算出轴承的摩擦发热功率,根据能量守恒原理,最终得到轴承温升情况。     

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。     

乏油与表面划痕对纯滑动弹流接触的影响的实验研究

实验研究全膜和乏油条件下钢球表面划痕对弹流润滑的影响。使用光干涉技术观测轻载和重载时全膜和乏油条件下划痕在不同位置处接触区油膜的形状,使用MBI软件测量油膜中截面曲线。结果表明:与光滑表面结果相比,划痕在轻载条件下对油膜波动的影响更大;与全膜润滑结果相比,乏油降低了划痕对油膜分布产生的波动,并且改变了凹谷的弹性变形。     

脂润滑点接触副混合润滑模型研究

考虑润滑脂非牛顿特性和粗糙表面微凸体接触几何,基于润滑脂Herschel-Bulkey流变模型和微凸体K-E弹塑性接触模型,确定了润滑介质弹流作用和微凸体接触作用的并行处理方案,并提出了一种流体动压区和微凸体接触区的压力边界条件假设,建立了脂润滑点接触副混合润滑的确定性模型.结合处理边界条件的虚压力替代法,构建了混合润...     

定量供油条件下面接触油膜润滑特性的数值分析

建立定量供油条件下的面接触流体润滑理论模型,数值分析面接触副的膜厚-速度特性以及各工况参数对接触区润滑的影响。研究结果表明:供油量一定时,乏油现象会在某个卷吸速度下出现,并随卷吸速度增加逐渐恶化,而出口膜厚则随着卷吸速度的增加先增加后逐渐达到稳定,且其值接近于供油膜厚,与实验的结果具有良好一致性;供油量越小,或润滑油黏度越大,出口膜厚随卷吸速度的改变量越小。     

椭圆接触乏油弹流润滑影响因素分析

采用多重网格法,研究了载荷、速度和材料参数对椭圆接触乏油弹性流体动压润滑油膜厚度和压力分布的影响.结果表明:载荷增大,油膜厚度减小,最小油膜厚度向出口方向移动,颈缩现象逐渐变强,二次压力峰特点凸现,其位置向出口区移动;速度增大,油膜厚度增大,颈缩位置向膜厚中心移动,油膜在入口区就已开始收缩,压力分布曲线的二次压力峰变得更加尖锐,并逐渐向入口区移动;材料参数增大,油膜厚度和压力均增大,油膜颈缩位置向出口方向移动,二次压力峰位置没有变化.     

乏油条件下圆柱滚子轴承的弹流润滑分析

基于有限长线接触弹流润滑理论,将等效供油层厚度和轴承相关参数作为输入量,求得乏油条件下圆柱滚子轴承弹流润滑的完全数值解;比较充分供油与乏油条件下轴承的润滑性能,研究乏油条件下供油层厚度、载荷、转速对圆柱滚子轴承润滑性能的影响。结果表明:随着供油量的减小,油膜厚度减小,第二压力峰降低,压力的起始点位置移向Hertz接触区;载荷增加,油膜厚度减小,这将对轴承的润滑产生十分不利的影响;随着转速的增加,压力区变得平坦,油膜颈缩向出口区移动,乏油程度更加严重。     

纯滑动乏油条件下弹流油膜凹陷的实验观察

采用光干涉实验技术研究纯滑动条件下,乏油程度对油膜表面凹陷的影响。实验所用润滑油为PB680,PB680具有很高的黏度,有利于油膜表面凹陷的形成。实验结果表明:在低速条件下,随着乏油程度的严重化,凹陷深度逐渐减小,凹陷位置也逐渐向接触区出口方向移动并最后消失;在高速条件下,乏油造成凹陷深度降低,而且在接触区中心出现一个圆形小凹陷;乏油条件也会造成接触区内出现双凹陷现象,当严重乏油时,所有凹陷消失;当载荷降低时,接触区弹性变形减小,减弱了凹陷现象;但乏油条件可增加凹陷的深度。     

不同润滑状态下游离水对点接触油润滑润滑性能的影响*

为研究水污染对润滑油性能的影响,通过点接触光干涉试验得到充分供油、轻微乏油及严重乏油3种润滑状态下的油膜光干涉图和膜厚形状曲线,研究游离水对接触区油润滑润滑性能的影响。结果表明:在充分供油条件下,游离水对点接触润滑油膜厚度的影响不大,主要影响中心膜厚;在乏油润滑状态下,游离水对点接触润滑油膜厚度有增益效果;但3种润滑状态下,游离水都会使气穴区边界变得模糊不清,提高了油润滑的弹流润滑性能。     

不同凹坑深度在乏油润滑状态下的减阻实验

采用磨削加工和腐蚀加工方法加工了4种表面凹坑形貌,然后在平面-平面接触,乏油润滑状态下进行了4种形貌的润滑实验。实验结果表明,材料表面的凹坑有一定的减阻效果,且某一深度的凹坑减阻效果最好,达到极值,大于或小于这一深度,减阻效果次之。从而得到结论,在平面-平面接触,乏油状态下,该种表面凹坑有一定减阻作用,且在某一深度的凹坑减阻效果最好。