纳米级润滑膜的粘度修正与薄膜润滑计算

根据纳米级润滑膜的试验测试结果提出薄膜润滑状态的粘度修正公式 ,并在此基础上建立了润滑膜厚度计算的数值计算方程。将该数值计算结果与弹流理论计算值和试验值进行对比表明 ,在薄膜润滑条件下 ,膜厚与速度和润滑油粘度的关系与弹流润滑计算结果相差较大 ,可明显看出弹流润滑向薄膜润滑的过渡 ,所提出的粘度修正式与试验结果则有较好的一致性     

高黏度齿轮油润滑状态转变的试验观察

利用双色光干涉润滑油膜测量技术,观察球-盘接触副内大黏度齿轮油润滑状态的转变过程,并对不同速度和载荷条件下润滑状态在不同区间内的转化进行定量分析。结果表明:在充分供油条件下,随卷吸速度增加,润滑油膜从弹流润滑状态向动压润滑状态转化,且2种润滑状态之间存在着明显过渡区间;而随着载荷的增加,润滑油膜从动压润滑向弹流润滑状态转化;在定量供油条件下,润滑油膜在弹流润滑区间内从富油润滑状态向乏油润滑状态转化。     

有序薄膜润滑的速度场

基于有序膜分子模型分析薄膜润滑中的速度场分布。薄膜润滑中有序膜分子的取向与向列相液晶分子有类似性,可用“向矢”表示。利用液晶理论可以分析薄膜润滑的速度场和润滑剂分子的取向,为分析薄膜润滑的特性提供依据。薄膜润滑区别于弹流润滑之处在于有序膜分子的弹性。粘弹比可以很好地表征这种差异。给出了不同粘弹比下的“向矢”角度和等效粘度的分布情况以及速度场的分布情况。     

薄膜润滑中固—液相变的模拟

本文以分子动力学方法模拟了薄膜润滑中润滑剂的固液相变。模拟系统由两个平行的固体壁面和界于壁面间的流体分子构成。薄膜中流体分子的运动规律可由系统运动方程解得,再通过平均得到薄膜液体的宏观特性。计算结果表明,在薄膜润滑中润滑剂的一些性质会变成与膜厚有关的参量,一定条件下还会发生由壁面诱发的相变。薄膜中润滑剂的相变临界压力随膜厚的减小而降低,当相变压力低于系统给定压力时,润滑剂会发生固化。这种现象与薄膜中有序结构的发展规律有关。随着压力增加,流体分子的有序结构由壁面逐渐向薄膜中部发展,因此较厚的润滑膜需要较高的压力才能形成贯穿全膜的有序结构而产生相变。     

薄膜润滑的微极流体模拟

基于向列相润滑分子作用下薄膜润滑的有序模型,利用微极流体（Micropolar fluids）理论分析薄膜润滑的润滑特性,探求薄膜润滑的基本规律。结果表明,薄膜润滑下的摩擦学性质介于弹性流体动力润滑和边界润滑之间,弹流理论不能很好预测膜厚随工况参数的变化情况,而微极流体理论结果和试验值有较好的一致性。薄膜润滑下有序分子的存在所起作用相当于提高润滑剂的粘度,能够增加润滑油膜的厚度从而增加承载能力。在薄膜润滑下必须考虑微粒分子的角动量矩守衡。     

乳化液润滑复合塑料轴承的弹流润滑分析

利用考虑惯性力的Reynolds方程,对乳化液润滑条件下复合塑料轴承的弹流润滑问题进行了数值模拟,讨论了载荷、转速和轴承轴径大小对乳化液膜压力和膜厚的影响.结果表明:在乳化液润滑条件下,惯性力对乳化液膜压力的影响很小,而对乳化液膜厚度的影响较大;随着载荷的增大,压力峰值有明显增大,而在入口区压力随载荷增大而减小,膜厚以及最小膜厚随载荷减小而明显增大;转速和轴承轴径大小对乳化液膜压力的影响不明显,而膜厚以及最小膜厚随转速增大而明显增大,随轴承轴径的增大而减小.     

温度变化对新型混合槽水润滑橡胶轴承润滑特性的影响

为研究新型混合槽水润滑橡胶轴承的润滑特性,采用有限元法建立了橡胶轴承的热流固耦合模型,在考虑不同进水温度和不同转速的条件下,分析了混合槽橡胶轴承与带有T形、V形沟槽的橡胶轴承在衬层变形、水膜压力、流场速度等方面的差异。结果表明:混合槽橡胶轴承能较好地适应水温的变化,解决了T形、V形沟槽橡胶轴承存在的衬层变形大、水膜压力较低的问题,并改善了单一槽型轴承承压区压力峰值急剧变化的问题;随着进水温度的升高,衬层变形量和水膜压力均减小,承载力下降,而且较高转速下承载力的下降趋势比低转速下更为明显;随着进水水温的升高,水的黏性系数持续降低,橡胶轴承的润滑状态变差,轴承润滑状态由混合润滑和弹流润滑状态过渡到完全混合润滑状态。     

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。     

纳米级混合润滑研究

混合润滑是机械中广泛存在的润滑状态。从试验方面研究了由接触、边界润滑和薄膜润滑组成的点接触区混合润滑状态的特性,提出使用动态接触率来描述混合润滑状态,并研究了各种参数对动态接触率的影响。结果表明,在混合润滑状态下,动态接触率与接触中心平均膜厚成指数函数关系。速度和粘度的增大会减小动态接触率,载荷的增加则会增大接触率,极性添加剂分子的使用会减小实际粗糙峰之间的接触,从而降低动态接触率。另外,低速下,综合粗糙度小的摩擦副表面的接触率要大于粗糙度大的表面的接触率;随着卷吸速度的提高,粗糙度小的表面的动态接触率小于粗糙度大的表面的动态接触率。     

薄膜润滑的分层理论与实验

利用油膜分层理论分析薄膜流体润滑条件下轴承的特性 ,并进行实验对比。说明分层模型在膜厚计算中的可行性 ,从而说明分层模型适用于从厚膜到薄膜的整个润滑区域 ,是全域解。     

STUDY ON THE LUBRICATION FACTOR OF INVOLUTE SPUR GEARS

Based on a lot of numerical solutions to the problems of the thermal non-Newtonian elasto-hydrodynamic lubrication and some fatigue tests with rollers the lubrication factor of involute spur gears (called gear for short) is investigated. The results suggest that gear lubrication effects bear close relations to a dimensionless parameter D which is synthetically determined by gearing rotational speed,load,material,dimension and lubricant viscosity.When D<8,the gear fatigue life increases as the lubricant viscosity is increased;When D>8,however,the life decreases with the viscosity addition,which is in marked contrast to the lubrication factor Z recommended by the International Standard for Computing Cylindrical Gear Strength.At the end,a set of formulae for calculating gear lubrication factors suitable for different working conditions are advanced.     

LUBRICATION FILM FORMATION MECHANISM OF SLIPPER PAIRS IN LOW SPEED HIGH TORQUE HYDRAULIC MOTORS

Pressure-flow analytical formulas of lubrication film of slipper pairs on camshaft connect- ing rod type low speed high torque (LSHT) hydraulic motors are put forward. The bottom surface of slipper pairs is rectangle, and the effect of squeeze flow and pressure differential flow is considered. The dynamic process of lubrication film formation through squeezing is numerically studied by com- puter simulation. Effects of supply pressure, initial lubrication film thickness, velocity damping coef- ficient, loading impact and gravity, etc are studied. Advantages of novel slipper pairs with large oil cavity area are pointed out.     

双电层对润滑薄膜厚度与压力的影响

利用修正的Reynolds方程对在不同金属-陶瓷（Fe和Cu及陶瓷材料Al2O3,SiN4、ZrO2和SiO2）水润滑中的双电层的影响进行了分析。通过数值计算,分别对流体润滑、弹流润滑的线、点接触的情况做了计算。计算结果表明:在膜厚较薄（几十纳米）时,双电层电势对润滑膜的厚度有较明显的影响,使最小膜厚明显增加,随着膜厚的增加这种影响将迅速减弱。而双电层的存在对润滑膜的压力分布影响不大。     

高速重载弧齿锥齿轮点接触热弹流综合分析*

针对高速重载弧齿锥齿轮节圆位置,基于热弹流润滑理论进行齿面润滑特性分析,研究不同工况锥齿轮油膜各特征（压力、膜厚、温升）二维轮廓曲线的变化情况。结果表明：高速重载的工况使得Hertz压力峰与二次压力峰出现合并的现象,并且弹流润滑中经典的中央油膜平坦现象并不显著,仅当温度降低使润滑油黏度增加时,才逐渐出现了中央油膜平坦的现象。为了在工程实践中能够有针对性地调整工况参数来改善齿轮的润滑状态,分析油膜特征参数对输入参数的敏感性,发现工况参数中对油膜最大压力的影响程度由大到小为弹性模量、黏度、转速、功率;对油膜最大温升与最小油膜厚度的影响程度由大到小为黏度、转速、弹性模量、功率。     

时变性对圆柱齿轮弹流润滑的影响

基于有限长线接触弹流理论，分析了时变性对圆柱直齿轮弹流润滑的影响，研究了动力粘度、卷吸速度与曲率半径的变化对弹性流体动力润滑油膜厚度的影响，探讨了其中的规律，得到了时变条件下齿轮弹流润滑的基本规律，提出了改进齿轮润滑效果的措施。     

基于弹性流体动力润滑理论的轧机轴承早期失效分析

采用弹性流体动力润滑理论分析了润滑对重载轧机轴承使用寿命的影响,并用油膜参数理论和修正寿命理论研究了改善润滑、提高使用寿命的途径。对薄板轧机支承棍用四列圆柱滚子轴承FCDP100144530/HC的研究结果表明:高温低速条件下轴承润滑性能最差,此时滚道和滚子直接接触产生磨损,使轴承过早损坏;在载荷、润滑油粘度、转速不可改变的情况下,提高轴承精度是改善润滑、提高使用寿命的有效办法。