润滑状态及其转化过程的测试方法

通过对多种润滑状态测试方法的比较研究，提出了用R－C阻容振荡法来监测滚动轴承的润滑状态。将电容法与电阻法的优点结合起来，且阻容振荡法能实现对全膜润滑，混合润滑与边界润滑状态及其转化过程的监测，并通过实验对滚动轴承的润滑状态及其转化进行了测试研究。     

微沟槽表面的滑动轴承性能分析

分析了微沟槽表面滑动轴承的润滑性能 ,计算结果表明 ,微沟槽表面轴承的压力分布与光滑表面轴承有着显著不同。轴承表面油槽中的油在油润滑时能防止轴承表面的胶合失效 ,而且这种轴承衬表面层的应力分布与光滑表面轴承也有显著不同。     

考虑轴颈偏斜的多瓦径向滑动轴承热流体动力润滑分析

建立考虑轴颈偏斜的多瓦可倾瓦径向滑动轴承热弹流润滑(TEHD)分析的数学模型,求解轴瓦表面当量弹性变形,计算得到轴颈偏斜时的瓦块油膜厚度、油膜压力分布和瓦面温度分布等,并对比分析无轴线偏斜和有轴线偏斜情况,得到多瓦可倾瓦径向滑动轴承的热弹流润滑性能差异.结果表明,TEHD模型下,轴颈偏斜会导致轴承油膜厚度、油膜压力和瓦面温度等分布在轴向不对称,并且导致轴承油膜厚度明显减小.     

滚针轴承接触分析

建立了两弹性体的弹性接触模型,推导出了滚针轴承的弹性趋近量计算公式,并分析了滚针轴承在滚针偏斜角不断增大的过程中,其接触应力和表面层Mises应力场的分布情况,并推出了滚针轴承疲劳寿命降低20%时滚子的临界偏斜角公式。结果表明,当滚针偏斜角为0.04°时,滚针轴承端部开始出现局部严重磨损;当滚针偏斜角为0.07°时,滚针会发生断裂;并且随着偏斜角的增大,滚针轴承寿命会显著下降。     

圆锥滚子摩擦副的润滑分析(Ⅱ)--压粘刚性润滑区

考虑到润滑剂的极压效应，建立了圆锥滚子滚动轴承的流体动力润滑模型；并进行了完全数值解分析，得到了流体动压力分布与油膜形状，研究了压力—粘度与压力—密度效应对流体动力润滑的影响．结果表明在厚膜润滑时存在超滑效应，而在薄膜润滑时没有这种现象；增加润滑剂的卷吸速度能显著地提高轴承的承载能力，并且润滑剂的压粘系数愈大，流体动压力愈大．研究结果可以用于指导轻载并使用极压添加剂润滑的圆锥滚子轴承设计．     

关节轴承中微凸体的热分析

为研究关节轴承内外圈摩擦副上微凸体在相对滑动过程中的摩擦热问题,建立半球状微凸体相对光滑平面滑动的模型,对点热源导致的温升进行积分,计算关节轴承内外圈在微凸体接触面处的稳态温升分布. 分别计算微凸体在弹性接触与塑性接触状态下接触面的稳态温升分布,并研究了在不同角速度和载荷下接触面沿速度方向的温升变化. 给定在一定范围内变化的载荷及速度,分别计算绘制出了两种不同型号关节轴承中的微凸体在接触区的最大闪温图. 计算结果表明:内圈微凸体在接触区的温升是对称分布的,最大温升位于接触面的中心点,外圈接触区后沿的温升大于前沿的温升,最大温升出现在中心点偏后沿的位置. 轴承角速度或微凸体载荷越大,接触区的温升越大. 在低速重载工况下,微凸体的最大闪温值较小;而在高速情况下,微凸体的最大闪温值较大. 关节轴承在工作时应注意载荷和角速度的控制,防止因微凸体摩擦生热过多从而造成轴承使用性能受损.     

自润滑关节轴承衬垫弹性参数的计算

为准确预测自润滑关节轴承衬垫的弹性参数,结合衬垫的压紧预处理过程,建立了修正的衬垫特征体元(RVE)细观几何模型。结合桥联理论建立了相应的轴承衬垫弹性性能分析模型。用解析法分别计算了平纹、斜纹、五枚二飞缎纹3种衬垫的弹性参数。通过与其他实验数据比较得知,平纹衬垫、斜纹衬垫、五枚二飞缎纹衬垫弹性参数计算值与实验值最大相对误差分别为4.76%、5.47%、4.39%。对用于计算不同纤维束弹性常数时,若纤维束中纤维和基体沿轴线方向弹性模量比值较大,则桥联参数α取值比β小,所得结果较为准确。若实验条件允许,可通过对纤维束进行简单拉压剪切实验确定α、β值。     

夹杂物对轴承滚动接触应力场的影响分析

建立基于无限边界的含夹杂物滚动轴承赫兹接触有限元模型,分析夹杂物位置深度、夹杂物与基体材料的弹性模量比和不同类型夹杂物对轴承滚动接触应力分布的影响,分析脂润滑状态下夹杂物对滚动接触应力场的影响,探究了接触区摩擦因数对次表层应力场的影响。结果表明:夹杂物对应力场的影响随其位置深度的增加而减弱;软夹杂物产生的应力集中效应随其弹性模量增大而减小,硬夹杂物产生的应力集中效应随其弹性模量增大而增大;在其他参数相同时,具有不规则棱角边缘的AlN夹杂物对应力场的影响更明显;切向摩擦力导致最大Von Mises应力位置向零件表面偏移,当接触区摩擦因数增大到一定数值后,轴承中最先发生微观疲劳裂纹的位置从夹杂物附近转移到零件表面。     

磨粒磨损的模型化分析

磨粒磨损作为磨损的主要类型之一,影响机械使用寿命。针对犁沟磨损机制,用球形、圆锥形和圆台形磨粒模型分析其磨粒磨损的磨损率和摩擦因数,考虑磨粒数量与磨粒尺寸间的指数关系,分析磨损率随磨粒数量和磨粒尺寸的变化,计算平均摩擦因数随磨粒数量及其参数的变化。研究结果表明,球形磨粒模型的磨损率随着磨粒的减小和磨粒数量的增加而减小,其摩擦因数随着磨粒数量的增多而增大;圆锥形磨粒模型的磨损率随着磨粒的增大与数量的增多而增大,其摩擦因数随着倾斜角的增大而增大;圆台形磨粒模型的磨损率变化趋势与球形磨粒一致,但其摩擦因数变化的趋势与球形磨粒相反。