变截面密封圈温度场及密封性能分析

为研究不同工况下变截面密封圈密封特性及润滑油膜温度场与黏温特性的关系，根据变截面密封圈密封机制，建立润滑油膜三维数值计算模型，考虑黏温特性和流体内摩擦效应，采用FLUENT和MATLAB软件，研究变截面密封圈润滑油膜在实际工况下的密封特性以及温度特性。结果表明：考虑黏温特性和在定黏度2种情况下所得结果差距明显，表明黏温特性对密封特性的影响不可忽略；油膜最高温度区域均处于外界环境侧，并随工况的改变而移动；油膜最高温度值随转速增加而升高，随密封压力增加而降低，但转速的影响大于其他工况参数；随润滑油温度升高，考虑黏温特性时油膜最高温度值随之增加，而定黏度时呈先减后增的趋势；泄漏量均随转速、密封压力和润滑油温度的增加而增大，但密封压力的影响最大。     

高低温仪表轴承润滑油黏温特性的研究

利用高温和低温运动黏度测定仪分别对特3、特4和4122这3种高低温仪表轴承润滑油进行了高、低温环境下的黏度测量,绘制了黏温曲线图,对比分析了几种润滑油的黏温特性.基于试验数据,确定了润滑油的黏温模型.结果表明:特3和特4油的黏温性能优于4122油,Vogel模型计算精度高于Walther模型.     

推土机变速箱用润滑油黏温特性研究

润滑油黏度的在线监测是实现设备状态监测与故障诊断的重要途径,但在实际工程应用中,润滑油的实时黏度需要根据润滑油的黏温特性换算成国家标准100℃时的黏度。为研究推土机变速箱润滑油15W40 CF-4的黏温特性,对SD22型推土机变速箱润滑油进行跟踪取样,测定新油、寿命中期油和废油在40~100℃时的运动黏度。采用Andrade方程、Walther方程和Vogel方程对试验所得的数据进行回归拟合,分析和比较3种黏温方程的拟合精度。结果表明,用Vogel方程来描述这类润滑油的黏温特性更加准确,为在线监测的实时黏度换算提供依据。     

润滑油黏温特性实验研究

工业润滑油的黏性是保证润滑性能,传热性能、承载特性等机械性能的核心要素,其受温度影响较大。通过实验测试不同牌号和类型润滑油的黏度随温度变化的关系,分析黏度随温度变化的特点,研究不同类型的黏温关联式的数据处理方法、误差及适用范围。结果表明,润滑油黏度随温度升高而下降,变化趋势为类指数函数;采用单对数算法不能完全消除指数趋势,拟合误差较大;采用双对数算法的Mac Coull-Wright公式拟合精度最高,适用范围广;而采用三次对数算法未能提高拟合精度,并且其计算复杂,在黏度较低情况下会导致数据超出定义域,适用范围受到限制。     

基于正交试验法研究超声波对润滑油降黏效果的影响

为了研究不同参数的超声波对滑动轴承润滑油降黏效果的影响,采用正交试验法分析超声波降低润滑油10W-50黏度的最佳工艺参数方案。结果表明:频率20 kHz,强度为50 W/cm~2的超声波,作用时间为35 min,初始环境温度为25℃时降黏效果最好。超声波作用下油温小于30℃时,其黏度随超声作用时间的增加而迅速降低,降黏效果比较明显。采用Walther黏温方程对超声作用下的润滑油黏温关系进行线性拟合,拟合精度高。超声波降黏的最佳方案应根据动力机械轴承入口温度要求和综合成本决定。     

聚氨酯基磁流变胶的剪切流变特性

制备了不同质量分数(50%,70%,80%)羰基铁粉的聚氨酯基磁流变胶(MRG),研究具有较宽剪切应力范围的MRG在不同磁感应强度、剪切速率、应变幅下的静态和动态剪切流变特性,并基于试验结果对Herschel-Bulkley本构模型参数进行了识别。结果表明:随着磁感应强度的增强,含质量分数80%羰基铁粉MRG的剪切应力范围最宽、磁流变效应最明显;含质量分数80%羰基铁粉MRG的屈服剪切应力随磁感应强度增强而增大,且不同磁感应强度下的动力学黏度都随着剪切速率的增大而减小;该MRG是一种具有屈服剪切应力以及剪切稀化特性的非牛顿流体,其流变特性满足Herschel-Bulkley剪切稀化模型;储能模量和损耗模量受剪切应变幅及磁感应强度的影响较大,而对频率的依赖性微弱;磁流变效应及线性黏弹性临界应变幅都随磁感应强度增强而增大;相比于剪切速率及应变幅,磁感应强度对法向应力的影响更显著。     

磁场作用下羰基铁粉磁流变液的剪切特性

使用流变仪在不同磁感应强度(0~0.86T)、不同剪切速率(100~1 000s~(-1))下测得羰基铁粉磁流变液的剪切应力和表观黏度,分析了其剪切性能,并通过拟合得到了剪切应力和磁感应强度的定量关系。结果表明:在相同的磁感应强度下,随着剪切速率的增加,该磁流变液的剪切应力缓慢增大,表观黏度成指数下降;该磁流变液的黏度变化符合Herschel-Bulkley模型,磁感应强度越大,其剪切稀化效应越明显;当磁感应强度分别在0~0.23T,0.45~0.65T范围内时,剪切应力和磁感应强度之间均存在指数关系,指数值分别为1.50,0.57,当磁感应强度在0.23~0.45T范围内时,剪切应力随磁感应强度的增加呈线性增大。     

TiC-H_2O纳米流体流变及传热特性研究

通过"两步法"制备出分散稳定性能好的TiC-H_2O纳米流体,并研究了其流变特性及传热特性。结果表明,分散剂质量分数会影响纳米流体黏温特性,纳米流体随剪切速率的变化而表现出不同流体状态,纳米颗粒质量分数及粒径均会影响流体传热特性。     

橡胶油封唇口温度及其对润滑失效影响

通过理论分析得到与温度相关的油膜厚度表达式,同时建立油封工作的二维轴对称模型,考虑润滑油膜厚度与黏温效应,分析了旋转轴转速和油封周向载荷对油封唇口温度分布、最高温度和温升的影响,以及唇口温度对油封润滑失效的影响。结果表明:油封唇口附近温度梯度较大,油封与旋转轴之间产生的摩擦热主要通过旋转轴和润滑油散失;油封唇口最高温度和唇口温升随转速增加而增加,随周向载荷增加而增加;唇口温升增加导致润滑油黏度降低,使得油膜厚度减小,当油膜厚度小于临界膜厚时油封会出现润滑失效。     

润滑油对NEDC工况变速器传动效率的影响分析

变速器作为传动系关键的零部件之一,直接影响整车的NEDC油耗。为了提升某MPV车型的NEDC综合油耗,提出了一种基于NEDC工况的变速器效率测试方法,并利用该方法对比了不同润滑油的黏度、温度、添加剂等因素对变速箱传动效率的影响。试验表明,该测试方法能更准确地反映变速器NEDC工况下的综合效率;润滑油黏度相对越低,变速器的传动效率越高;油温升高引起的油膜厚度的减少对变速器效率的影响大于因转速升高引起的油膜厚度的增加对变速器效率的影响,且有利于提高变速器的传动效率;润滑油增黏剂有利于提升油品的黏温特性,且在一定温度范围内,随着温度的升高,润滑油黏温特性对于变速器传动效率的影响大于润滑油黏度对变速器传动效率的影响。     

基于FLUENT的径向滑动轴承紊流润滑特性研究*

为研究计入黏温效应的径向滑动轴承紊流润滑特性,以某汽轮发电机径向滑动轴承为研究对象,基于FLUENT两相流模型建立计入黏温效应的高速、大功率、重载滑动轴承紊流润滑状态下的仿真分析模型;采用Creo软件建立三维油膜模型并导入ICEM软件划分结构化网格,通过编写的黏温方程UDF程序来定义润滑油黏度属性;基于建立的FULENT模型研究定黏度与变黏度条件下偏心率和雷诺数对轴承紊流润滑特性的影响,并将仿真结果与广泛应用的Ng-Pan紊流润滑理论结果进行对比,验证仿真结果的正确性。研究结果表明：考虑黏温效应后,轴承最大油膜压力、最大油膜温度显著降低,承载力、摩擦力有所减小,而摩擦因数、端泄流量有所增加。     

基于弹流润滑模型的润滑油黏度确定方法

以弹性流体动力润滑理论为基础,通过建立润滑分析模型计算润滑油黏度,提出一套科学合理又便于实际应用的润滑油黏度选油的确定方法。首先基于不同温度下的高/低剪切率流变实验,提出综合考虑温度、剪切速率影响的润滑油黏度计算公式;然后建立粗糙表面热弹流润滑分析模型,并通过光弹流膜厚测量实验和摩擦因数实验验证模型的合理性;最后以膜厚比为判据,以润滑分析计算为基础,确定了摩擦副形成有效润滑油膜所需的润滑油黏度。该方法以润滑理论计算为依据,综合考虑温度、压力、剪切速率的影响,对典型零部件的润滑设计中的润滑油选取具有指导意义。     

润滑油水侵对动压可倾瓦推力轴承润滑性能的影响*

针对核主泵、船用轴系等特定工况下推力轴承润滑油的进水问题,以46润滑油和68润滑油为例研究润滑油水侵对推力轴承润滑性能的影响。通过黏度测试获得润滑油中水分质量分数为0、0.5%、1.0%时的运动黏度,采用黏温曲线对润滑油含水前后的动力黏度进行表征。将润滑油的黏温关系代入推力轴承的润滑计算当中,获得不同含水量下轴承的最小油膜厚度、温升、流量及功耗等静态特性参数,并分析含水量对推力轴承起飞转速的影响。研究结果表明：润滑油含水后对最小油膜厚度和功耗影响较大,对温升和流量影响较小;随着润滑油含水量的增加最小油膜厚度和功耗均降低,而温升增大,流量减小;使用2种润滑油在不含水和水分质量分数为0.5%时的起飞转速都在50 r/min以下,水分质量分数为1.0%时起飞转速都在50 r/min以上,表明随着含水量的增加起飞转速增大。     

超声波对润滑油黏度影响的试验研究

研究超声波降黏技术对润滑油黏度和温度的影响。通过搭建润滑油超声降黏试验装置,研究在超声作用和水浴作用下润滑油黏度和温度之间的关系,分析超声降黏机制。结果表明:在温度点相同情况下,超声降黏比水浴降黏效果更好,超声作用相比于水浴加热的降黏幅度更大;润滑油降黏率随着超声作用时间的增加先增大而后趋于稳定,频率42 kHz、超声功率70 W超声波作用10W-50润滑油30 min左右,其降黏率就达74.1%;润滑油的超声降黏机制,除了超声热作用外,还包括超声空化和机械效应;在相同的温度条件下,超声波的热作用对高黏度油样的降黏效果好于低黏度油;超声机械效应可以起到搅拌和均化的作用,促进润滑油温度的均匀化。     

机械衰减对锂基润滑脂流变特性的影响

采用万次剪切机对一种锂基润滑脂进行不同剪切次数下的剪切,得到衰减程度不同的锂基润滑脂。采用微牵引力试验机对经过机械衰减的锂基润滑脂进行弹流润滑状态下的摩擦力测试,并计算得到润滑脂的流变特性参数。分析不同温度、不同滚动速度和不同载荷下,衰减程度不同的锂基润滑脂的流变特性。结果表明:锂基润滑脂的剪应力随机械衰减程度的增大而增大,其抗剪切性能随机械衰减程度的增大而下降;锂基润滑脂衰减程度越大,速度增加造成的润滑脂剪应力下降程度越大,载荷增加造成的润滑脂剪应力增大的程度越小,温度升高造成的润滑脂剪应力下降的程度越小,即机械衰减程度越大的锂基脂对温度和载荷变化越不敏感,对速度变化较敏感。     

PETG连续挤出发泡行为

使用环氧型扩链剂对苯二甲酸-乙二醇-1,4-环己烷二甲醇共聚酯（PETG）进行熔融扩链,并利用高级扩展流变仪,熔体强度测定仪和扫描电子显微镜分别进行了剪切流变、拉伸流变测试和连续挤出发泡行为研究。结果表明：扩链后PETG的储能模量、损耗模量、复数黏度随扩链剂含量的增加而增大,而其损耗因子随扩链剂含量的增加而减小;扩链剂的加入,能有效提高PETG树脂的熔剂强度和改善其“可发泡性”,在发泡成型过程中可以有效阻止泡孔的塌陷和破裂,进而形成泡孔尺寸和形态分布较为均匀的制品。     

风电机组齿轮箱在用润滑油运行状态分析

为监测某风场5台风机的齿轮箱润滑油的运行状态,对影响齿轮油衰变和齿轮箱寿命的指标,如齿轮油黏度、黏温性能、水分、酸值和污染物等进行监测,分析在用润滑油在不同运行时间下各个指标的变化情况。结果表明：在不同运行时间下各齿轮油的运动黏度有一定变化,但未发生明显衰变,对齿轮箱不会产生较大影响;酸值和水分的测试结果也显示齿轮油尚未发生明显的劣化;在不同运行时间下齿轮油的动力黏度变化不大,表明齿轮油并未受到严重的剪切作用,其结构没有发生明显的变化;温度对齿轮油有重要的影响,随着温度的降低,齿轮油的动力黏度逐渐变差,因此,齿轮箱的运行应控制在合适温度范围内。污染度测试结果表明,齿轮油的污染度已超标,最高达到22/20/17,最低为18/16/11,可采用更换过滤器或者安装旁路过滤系统的方式来控制该风场风机齿轮箱润滑油的污染度,以延长齿轮箱的使用寿命。     

考虑黏-温特性对柱塞泵空化射流的影响

黏度是液压油的基本属性之一,其值对温度变化非常敏感,而温度又是影响油液发生空化的直接因素之一,因此为研究油液的实时黏-温特性对轴向柱塞泵空化效应的影响,利用流体仿真分析软件PumpLinx建立了包括湍流模型、全空化模型等条件在内的轴向柱塞泵动态CFD模型;并在考虑配流副间隙、柱塞副间隙和滑靴副间隙基础上,通过分析对比黏度恒定和实时黏-温变化两种条件下柱塞泵温度场、速度场和气体体积分数等因素,分析了黏-温特性对轴向柱塞泵内空化效应的实时影响。结果表明:与黏度为定值相比,在实时黏-温条件下柱塞泵空化效应更加剧烈,研究过程中所建立的仿真模型为后续的优化设计提供了一定的指导。     

基于分子动力学的密封副润湿特性对泄漏量影响研究

在微纳尺度下的间隙密封中,流体流经不同润湿特性的界面时固液交界处会产生不同程度的边界滑移,进而影响其流动状态及泄漏量。为深入研究密封副润湿特性与泄漏量关系,基于分子动力学原理,建立间隙密封模型,模拟在不同润湿性的壁面上,以不同壁面运动速度剪切下表层水分子的边界滑移及其单向泄漏情况。研究结果:表明壁面上的最大剪应力随壁面运动速度的提高呈线性增加,在高速的剪切作用下,亲水性壁面上依然会产生轻微的边界滑移;随着剪切速率的增加,滑移长度与泄漏量趋于稳定;在实际生产中通常剪切速率较小,剪应力不足以引起边界滑移,水分子易吸附于壁面之上导致更大的泄漏量,因此在低剪切速率下,壁面润湿性对于单向剪切泄漏的影响很小;而在剪切速率较高时,润湿性较差的壁面上泄漏更小,因此可以通过在密封表面采用疏水涂层处理以达到更好的密封效果。     

润滑油剪切流变机理探讨

润滑油在工程上有着广泛的应用,深入探索润滑油剪切流变机理是目前润滑工作发展的要求。为搞清剪切流变机理,本世纪中后期,许多学者开展了有关润滑油剪切流变机理的研究,推出了一系列颇有研究或应用价值的理论思想和实测数据。其中较典型的是小分子流体的孔穴模型、高分子流体的缠结模型、Eyring流动模型等理论思想和润滑油的粘温压数据、剪切弹性模量、极限剪应力等粘弹塑性实测数据。虽然至今对润滑油剪切流变机理达到一定程度的共识,但目前还未能彻底揭示润滑油剪切流变机理,以致在润滑计算中只能采用一些非常粗略的假想流变模型。基于这种状况本文对润滑油剪切流变机理作了进一步探讨。