全陶瓷球轴承油润滑特性及其对服役性能影响规律

相比于金属球轴承,全陶瓷球轴承在极端工况下的服役性能更加突出。为了揭示全陶瓷球轴承油润滑特性,提高全陶瓷球轴承的运转性能与使用寿命,以6208CE氮化硅全陶瓷深沟球轴承为例,对其在油润滑工况下所表现出的摩擦、振动、温升等特性进行试验研究,探讨供油量对全陶瓷球轴承润滑状态的影响,并对试验后的全陶瓷球轴承接触微区表层进行解析。研究发现：全陶瓷球轴承油润滑服役过程中,在某个特定工况下存在一个最佳供油量,使得轴承可实现全膜润滑,从而表现出最好的摩擦、振动、温升等特性;小于最佳供油量时,为乏油状态,轴承接触微区存在油-固混合润滑状态;大于最佳供油量时,过多润滑油液会产生的黏滞阻力;相比于载荷,轴承的转速对最佳供油量的取值具有决定性影响。研究成果对于揭示全陶瓷球轴承油润滑特性,丰富其润滑理论与方法具有一定指导意义。     

超声振动对不同黏度润滑油摩擦学性能的影响

研究GCr15/45#钢摩擦副在4种不同黏度的润滑油润滑时,有和无超声振动下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜分析磨痕表面形貌,探讨在不同黏度润滑油作用下,超声振动对润滑油摩擦学性能的影响机制。结果表明:超声振动对不同黏度润滑油摩擦学性能的影响是不同的;超声振动可以提高低黏度润滑油润滑的减摩抗磨性能,如在6#白油润滑时施加超声振动后,摩擦副间的摩擦因数和磨损体积分别减小了13.6%和17.5%;高黏度润滑油润滑时,超声振动会加剧摩擦副的摩擦磨损,如在150BS润滑时施加超声振动后,摩擦副间的摩擦因数和磨损体积分别增加了10.4%和50%。     

涡轮增压器高速混合陶瓷球轴承发热及其效率研究

建立了高速混合陶瓷球轴承和滑动轴承的发热计算模型,对发热量进行计算,分析了混合陶瓷球轴承发热的影响因素.对使用混合陶瓷球轴承和滑动轴承的涡轮增压器总效率进行对比试验,结果表明,使用混合陶瓷球轴承的涡轮增压器的总效率和极限转速均有显著提高.     

特殊服役条件对全陶瓷球轴承辐射噪声的影响

利用轴承强化寿命试验机和轴承振动试验机对不同服役条件下全陶瓷球轴承辐射噪声进行测试,分析了全陶瓷球轴承在重载、冲击载荷、干摩擦状态以及低温环境下的辐射噪声。结果表明：重载和冲击载荷对全陶瓷球轴承辐射噪声有较大的影响,适当的径向载荷可以减小全陶瓷球轴承的辐射噪声;润滑状态改变对全陶瓷球轴承辐射噪声的影响比混合陶瓷球轴承小;全陶瓷球轴承的球为氮化硅、套圈为氧化锆时比球和套圈均为氮化硅时辐射噪声有更高的温度敏感性,结构尺寸和球数也是影响辐射噪声的重要因素。     

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。     

电主轴用高速角接触陶瓷球轴承的开发

本文从轴承力学方面，分析了电主轴用陶瓷球轴承和钢球轴承的高速性能指标，如单位接触面积压力、刚度、旋滚比、摩擦力矩和功耗、比摩擦功。通过计算分析，得出了钢球轴承转速为６００００ｒ／ｍｉｎ的指标，与陶瓷球轴承转速为３０００ｒ／ｍｉｎ的指标相近。因此可安全地使用脂润滑的陶瓷球轴承代替传统用油雾润滑的钢球轴承。本研究具有明显的经济效益和社会效益，对我国今后开发陶瓷轴承提供了理论依据。     

发动机润滑油黏度等级对其性能的影响

为适应柴油发动机在不同环境条件下使用的需要,出现了不同黏度等级的润滑油,但润滑油黏度等级与其低温性能、高温性能、抗磨损性能等使用性能之间的相互关系还不够十分明确。实验研究润滑油黏度等级对其低温性能、高温性能和润滑性能等的影响。结果表明,内燃机油的黏度等级对其低温性能和润滑性能影响显著,高黏度等级润滑油温度较低时黏度增加较快,影响发动机的低温启动并加剧磨损,且功耗增加,但较高黏度等级润滑油有利于摩擦表面油膜的形成,可改善润滑;内燃机油的黏度对其高温性能有一定影响,较高的黏度有利于减小蒸发损失,但对高温清净性影响不大。     

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。     

单元尺寸在混合陶瓷球轴承动态特性分析中的影响研究

在建立混合陶瓷球轴承6801CE的二维有限元接触模型的基础上,采用不同的单元长度对模型进行网格划分,并施加8种不同的载荷进行求解,得到了接触变形图,通过分析比较获得了轴承的滚动体与内外套圈接触的边界条件,为分析混合陶瓷球轴承6801CE的三维动态特性奠定了基础。     

国产牙钻混合陶瓷球轴承性能评估分析

应用自建的牙钻轴承试验机对某国产牙钻混合陶瓷球轴承的使用寿命进行了试验评估,并与全钢轴承进行了对比试验,对轴承失效原因进行了分析.试验结果表明,在相同试验工况下,混合陶瓷球轴承的使用寿命低于全钢轴承,但是其沟道表面的磨损情况优于全钢轴承.经分析,导致国产混合陶瓷球轴承使用寿命下降的主要原因是保持架的提前失效.     

考虑润滑油黏温效应的动压滑动轴承性能分析

滑动轴承的相关研究很多都基于等黏度的情况下,这与轴承的实际工作情况有较大的出入。使用计算流体力学FLUENT通过编写的黏温方程UDF程序进行动压滑动轴承润滑油黏度的计算,并考虑黏温效应对动压滑动轴承性能的影响,比较等黏度与变黏度情况下动压滑动轴承的油膜压力与承载力、油膜的轴向与周向温度分布。结果表明:在考虑黏温效应条件下,轴承的承载力、油膜压力、摩擦力均小于定黏度条件下,这是由于温度升高导致黏度降低,从而减小了油膜静压力和承载力;在轴承轴向方向上,从油膜中心位置向两端部,油膜温度逐渐升高;在轴承圆周方向上,从收敛区到发散区,油膜温度先升高后降低,油膜温度峰值出现在轴承发散区的端部位置。     

高速角接触陶瓷球轴承径向刚度的分析计算

由于材料特性上的差异,直接用角接触球轴承径向刚度计算公式来计算混合陶瓷球轴承径向刚度会产生较大的误差,因此通过原公式计算值与实验值的对比,提出了混合陶瓷球轴承径向刚度的修正计算公式,并以GMN公司生产的某型号轴承为对象进行了验证,结果表明:修正值与实验值基本保持一致,误差不超过2%,从而提供了一种计算角接触陶瓷球轴承径向静刚度的简便方法.     

球磨机滑履轴承油温升高的处理

根据球磨机滑履轴承的结构,从滑动轴承动压润滑的润滑机制,分析了球磨机正常工作时,滑履轴承油温居高不下的原因。根据分析结果,找到油温升高的主要原因是由于带油不畅和供油量不足引起,提出刮瓦和改造低压供油装置的措施。改造后效果良好,解决了球磨机滑履轴承油温升高的问题。     

考虑温度因素时等效粘度模型及轴承特性的研究

同时考虑温度和流体内能及壁面对润滑剂的强作用对润滑剂粘度的影响，在等效粘度模型的基础上，融入温度对润滑剂特性的影响，建立了粘温修正的等效粘度分析计算模型，运用该模型进行了薄膜润滑条件下的轴承特性分析计算，确立了参数与轴承性能的变化之间的关系。     

轧机轴承润滑油膜温度场有限元分析

在油膜轴承试验台的基础上,建立油膜轴承油膜的有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS CFX分析其120°包角的温度场分布,并分析油膜在不同区域温度的变化规律。为了减小计算量并提高计算精度,使用1/2油膜的有限元模型。结果表明:油膜的最高温度不是出现在最小油膜厚度处,而是出现在最小油膜厚度以后,对于120°包角的模型来说,最高温度出现在出口;转速对油膜的温升影响很大,转速越高,温升梯度越大;改变进口压力对油膜的温度与润滑油的黏度基本没有影响。