点接触弹流润滑性能及应用分析

牵引式无级变速器的传动零件间处于点接触状态，在某一传动比时，相对自转速度为零。本文研究了该状况下各种工况参数如滑动率、滚动速度和载荷等对点接触的弹流润滑性能的影响。研究表明：随着滑动率的增大，摩擦因数增大，油膜最大温升增大；在相同滑动速度下，随着滚动速度的增大，油膜厚度增大，但摩擦因数减小；随着载荷的增大,油膜厚度减小,摩擦因数增大，油膜最大温升增大。     

线接触热弹流润滑的数值分析

基于Ree—Eyring流变模型，建立线接触热弹流润滑方程，通过数值计算得出了载荷参数、速度参数、材料参数和滑滚比对于二次压力峰、最小油膜厚度和最大油膜温度的重要影响。     

变位斜齿轮的热弹流润滑数值分析

运用斜齿轮有限长线接触数学模型,对渐开线变位斜齿轮进行热弹流润滑数值分析;分析正变位、负变位、等变位3种变位系数下斜齿轮的热弹流润滑状态,计算不同变位系数下斜齿轮的油膜压力、膜厚及温升,并与标准斜齿轮传动计算结果进行比较。结果表明:热弹流润滑条件下,斜齿轮的变位对油膜压力影响不大,对膜厚有较大的影响;变位斜齿轮正传动时,随变位系数的增大,压力减小,膜厚增大;沿最长接触线时,与标准斜齿轮的传动相比,变位斜齿轮正变位系数下压力最小、膜厚最大、温度最低,因此,选择正变位系数更有利于斜齿轮的润滑。     

滚动轴承弹流润滑的新进展

滚动轴承（以下简称轴承）因为其低摩擦损耗,在十九世纪后期就进入工业化推广应用阶段,并很快成为支承旋转机械的主要基础件。现代社会对轴承高可靠性、尺寸小型化以及设备高速化要求的不断提高,已经促进了预测工具的发展而不是沿用通常情况下既昂贵又费时的纯试验方法。这反过来促使弹性流体动压润滑（以下简称弹流）预测模型更精确,以适合轴承和其他机械基础件更加实际的运行工况。１　轴承寿命和润滑［１］轴承在１～４ＧＰａ高应力条件下长寿命（滚动接触次数大于１０９次）的前提是制造技术方面能保证表面加工得足够光滑,能形成弹…     

海水润滑赛龙轴承热弹流润滑理论分析

利用Reynolds方程,对海水润滑条件下赛龙轴承在考虑热效应时的弹流润滑问题进行数值模拟,讨论载荷、转速和轴承轴径大小对海水润滑膜压力及膜厚的影响。结果表明:热效应对于水膜压力影响很小,而考虑热效应时的膜厚会有所减小;随载荷的增大,压力峰值有所增大,膜厚随载荷的增大有明显的减小;随转速的增大压力峰值减小,而膜厚随转速的增大而有明显的增大;轴径的大小对于水膜压力和膜厚的大小影响不明显。     

乳化液润滑轧辊轴承的弹流润滑分析

建立乳化液润滑轧辊轴承的数学模型,分别在等温和热条件下对乳化液润滑轧辊轴承的弹流润滑问题进行数值模拟,讨论轧制力和转速对乳化液润滑膜压力和膜厚的影响。结果表明:等温条件下,当轧制力一定时,随着转速的增加第二压力峰增大,而膜厚及最小膜厚都增大;随着轧制力的增大,压力峰值有显著增大,但在入口区压力、膜厚及最小膜厚减小。热条件下,随着轧制力增大,膜厚和最小膜厚逐渐减小,而对压力几乎没有影响;随着转速的增大,膜厚和最小膜厚逐渐增大,压力逐渐减小,第二压力峰也逐渐降低甚至消失。     

考虑惯性力的无限长线接触热弹流润滑数值分析

运用一种新的数值方法研究了油润滑条件下无限长线接触热弹流润滑在考虑惯性力这一因素时,油膜厚度、压力和温度的变化情况,结果表明惯性力对油膜的压力、膜厚以及温度的影响不大.     

弹流润滑下高速直齿轮稳态温度场研究

针对高速直齿轮真实啮合状态建立了线接触弹流润滑的计算数学模型,包括Reynolds方程、膜厚方程、载荷平衡方程等;利用数值方法求解了高速直齿轮在弹流润滑条件下不同啮合位置的摩擦因数,利用摩擦学和传热学得到了轮齿不同表面上的传热边界条件。采用基于热网络法的Patran和Sinda软件联合热分析方法建立了高速直齿轮单齿网络模型并获得了轮齿的稳态温度场分布,通过齿轮试验台测温试验得到了试验条件下直齿轮稳态温度分布,并与仿真结果进行了对比,论证了仿真方法的可行性。     

考虑黏压效应的风电齿轮热弹流分析

在线接触热弹流润滑的基础上,考虑黏压效应,对风电行星轮系齿轮副进行热弹流润滑数值分析,并采用热弹流润滑数值方法和ISO/TS 6336-22计算了齿轮副的最小油膜厚度、安全系数和闪温温度,并比较各主要啮合点的压力和油膜厚度分布。结果表明：与使用ISO/TS 6336-22计算的结果对比,采用热弹流润滑理论计算的油膜更厚,但安全系数更小;在风电齿轮副热弹流润滑分析时应考虑压力对黏度的影响;风电主齿轮箱齿面因啮合产生油膜厚度随温度增加会迅速降低,最小油膜厚度会随载荷增加迅速减小,因此风电齿轮箱要保证足够的润滑,并尽量避免在高于额定载荷下长时间持续运行     

水润滑飞龙轴承热弹流润滑性能分析

利用考虑热效应的Reynolds方程,对水润滑条件下的飞龙轴承进行考虑热效应时的弹流润滑理论分析。通过数值模拟讨论载荷、转速和轴径对水润滑膜压力及膜厚的影响。结果表明:热效应对水润滑膜压力的影响几乎可以不计,而膜厚减小;随载荷增大,压力峰值有所增大,膜厚随载荷的增大而减小;随转速的增大压力峰值减小,而膜厚随转速的增大而增大;轴径的大小对压力的影响不明显,但随轴径的增大膜厚减小。     

Ionic Liquid Lubrication Effects on Ceramics in a Water Environment

Ionic liquids were studied to determine their effectiveness as boundary lubricant additives for water. The chemical and tribochemical reactions that govern their behavior were probed to understand lubrication mechanisms. Under water lubricated conditions, silicon nitride ceramics are characterized by a running-in period of high friction, during which time the surface is modified causing a dramatic decrease in friction and wear. Two mechanisms have been proposed to explain the friction and wear behavior. Si₃N₄ sliding against itself may result in tribochemical reactions that form a hydrated silicon oxide layer on the surface of the sliding contact. This film has been suggested to mediate friction and wear. Others have suggested that tribo-dissolution of SiO₂ results in an ultra smooth surface and after a running-in period of high wear, the lubrication mode becomes hydrodynamic. The goal of this study was to examine the effects that ionic liquids have on the friction and wear properties of Si₃N₄, in particular their effects on the running-in period. Tribological properties were evaluated using pin-on-disk and reciprocating tribometers. The tribological conditions of the tests were selected to produce mixed/hydrodynamic lubrication. The relative lubrication mode between mixed and hydrodynamic was controlled by the initial surface roughness. Solutions containing 2 wt% ionic liquids were produced for testing purposes. Chemical analysis of the sliding surfaces was accomplished with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The test specimens were 1 in diameter Si₃N₄ disks sliding against 1/4 in Si₃N₄ balls. The addition of ionic liquids to water resulted in dramatically reduced running-in periods for silicon nitride from thousands to the hundreds of cycles. Proposed mechanisms include the formation of BF_x and PF_x films on the surface and creation of an electric double layer of ionic liquid.     

弹流润滑入口凹陷现象的数值模拟

入口凹陷(inlet-dimple)是近年来弹性流体动力润滑(EHL)研究中出现的一类新油膜形状特征。使用Circular流变模型,利用数值分析,研究了滑滚比、载荷及卷吸速度等对凹陷的影响,并与部分已有实验结果进行了比较。初步结果显示,当滑动较大时,入口区油/固体界面处表观粘度剧烈下降,产生伪滑移,从而诱发了较大的压力梯度而形成入口凹陷。     

滚动轴承热弹流润滑数值分析

采用多重网格法对滚动轴承进行了热弹流润滑数值计算,得出了接触点处的油膜压力、厚度和温度分布情况,并研究了不同转速、载荷和滚子半径对润滑参数的影响.     

线接触脂润滑热弹性流体动力润滑数值分析

基于Ostwald模型建立的脂润滑控制方程与能量方程联合求解,通过压力-温度的循环来计算线接触脂润滑热弹性流体动力润滑数值解。分析了一般工况参数对润滑膜压力分布和润滑膜形状的影响,探讨了不同工况下热效应对脂润滑弹流数值解的影响。     

考虑热弹流润滑作用的滚珠丝杠副摩擦力矩建模与分析

针对以往研究中滚珠丝杠副摩擦力矩计算方法中未考虑润滑作用对其影响,或未考虑接触弹性滞后效应以及滑移摩擦效应对其影响的情况。首先基于单个滚珠接触效应建立其热弹流润滑方程;然后在考虑润滑效应的基础上建立其黏性摩擦力、弹性滞后摩擦力及滑移摩擦力方程;最后提出一种基于全滚珠载荷分布与热弹流润滑耦合的滚珠丝杠副摩擦力矩计算模型,建立了预紧力、转速与摩擦力矩之间的耦合关系。试验结果表明,当预紧力从1 kN变化到6 kN,在滚珠丝杠低转速(100 r/min)时,摩擦因数变化范围为0.005 6～0.006 5。随转速的提髙摩擦因数升高且变化量逐渐增大,说明国际标准DIN ISO3408-3:2006中将滚珠丝杠副空载摩擦力矩测量速度定为100 r/min具有合理性,验证了所提出的摩擦力矩计算方法的准确性。     

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。     

柴油机曲轴主轴承润滑性能分析

基于弹性流体动力润滑(EHD)和轴承动力学理论,计及轴瓦、轴颈的粗糙度及曲轴和轴承座变形的影响,建立四缸内燃机主轴承的润滑分析模型。在此模型的基础上,分析轴承间隙、供油压力和轴承宽度等参数对内燃机主轴承润滑性能的影响。结果表明:第4轴承的最小油膜厚度较小,最大油膜压力较大,摩擦功耗最大,即具有较差的摩擦性能;为减少摩擦功耗,应在保证可靠的润滑性能的前提下,适当地增大轴承间隙、减小供油压力和减小轴承宽度。对第4主轴承进行优化分析,优化后的最小油膜厚度增大,最大油膜压力减小,摩擦功耗有所降低。     

变位系数对直齿轮弹流润滑的影响

运用齿轮弹流润滑稳态等温线接触数学模型,对渐开线变位直齿轮进行弹流润滑数值分析;计算并分析正传动和负传动2种工况下变位齿轮的弹流润滑状态,并与标准齿轮传动计算结果进行比较;讨论正传动工况下,变位系数对齿轮弹流润滑的影响。结果表明,稳态等温条件下,齿轮的变位对油膜压力影响不大,而正传动工况下,随变位系数的增大膜厚增大,在负传动工况下,随变位系数的增大膜厚变薄。     

PTFE粉末颗粒流润滑方式下的润滑性能*

为探究颗粒流润滑方式下聚四氟乙烯（PTFE）粉末的润滑减磨性能,在不同载荷及干摩擦和PTFE粉末润滑条件下进行氮化硅摩擦副摩擦磨损实验,分析不同载荷下PTFE粉末润滑对试样摩擦学特性的影响,通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线能谱仪（EDS）分析试样在不同润滑条件下的磨损及润滑机制。结果表明：PTFE粉末润滑条件下的摩擦因数要明显低于干摩擦条件下的摩擦因数,且在实验时间内PTFE粉末保持润滑持续稳定;在滑动摩擦过程中,PTFE粉末由于压力作用,形成一层转移膜粘附在试样表面,使摩擦因数处于一个持续较低的状态,对试样起到良好的润滑和保护作用;随着载荷增加,转移膜的覆盖面积和连续性先变好后变差,导致在PTFE粉末润滑条件下的摩擦因数也先降低后升高。因此,颗粒流润滑方式下PTFE粉末具有良好的润滑和减磨效果,具有十分广泛的应用前景。     

水润滑飞龙轴承的微观热弹流润滑分析

考虑温度场和轴承表面连续余弦波状粗糙度的影响,对水润滑飞龙轴承进行弹流润滑分析;通过数值分析方法求得轴承的完全数值解;分析粗糙度函数的幅值和波长对压力、膜厚的影响。结果表明：考虑表面连续波状粗糙度时压力和膜厚出现波动,最小膜厚减小;粗糙度函数幅值增大,压力变化不明显,膜厚波动增大,最小膜厚减小;粗糙度函数波长增大,压力波动增大,膜厚变化不大。