水潤(rùn)滑橡膠合金軸承接觸及潤(rùn)滑特性分析.pdf

1、對(duì)于水潤(rùn)滑橡膠合金軸承，低粘度的潤(rùn)滑介質(zhì)和橡膠襯層特殊的材料性質(zhì)，使得其潤(rùn)滑機(jī)理較一般油潤(rùn)滑金屬滑動(dòng)軸承產(chǎn)生了很大的差異。多溝槽的幾何結(jié)構(gòu)，加上水的粘性小，水潤(rùn)滑橡膠合金軸承中水膜的壓力普遍較低。但由于橡膠材料的彈性模量較小，在較低的水膜壓力下會(huì)產(chǎn)生明顯的變形，從而對(duì)潤(rùn)滑水膜的厚度和形狀將產(chǎn)生顯著的影響，并進(jìn)一步影響水膜中的壓力分布。因此，對(duì)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承潤(rùn)滑機(jī)理的研究上，既要考慮多曲面、多溝槽的幾何結(jié)構(gòu)，也要充分考慮襯層材料性能對(duì)

2、潤(rùn)滑性能的影響。
　　 為了了解水潤(rùn)滑橡膠合金軸承在重載、干摩擦狀態(tài)下的潤(rùn)滑特性，論文利用有限元方法對(duì)不同載荷、不同摩擦系數(shù)條件下的水潤(rùn)滑橡膠合金軸承進(jìn)行了動(dòng)態(tài)接觸分析。計(jì)算的結(jié)果表明，由于摩擦力的存在，最大接觸應(yīng)力、最大接觸位移和最大接觸應(yīng)變一般出現(xiàn)在軸承兩端或底部板塊沿旋轉(zhuǎn)方向下游的區(qū)域。
　　 之后，采用直接流固耦合求解方法從全周向尺度對(duì)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承進(jìn)行了潤(rùn)滑性能分析。首先從水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的特殊性出發(fā)，結(jié)

3、合Navier-Stokes方程和彈性變形等理論，建立了水潤(rùn)滑橡膠合金軸承的潤(rùn)滑求解模型，對(duì)不同偏心率、不同轉(zhuǎn)速下的水潤(rùn)滑橡膠合金軸承進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到了不同狀態(tài)下的水膜壓力分布、橡膠變形分布規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算了相應(yīng)的水膜厚度分布、承載能力和摩擦系數(shù)。接著，從過(guò)渡圓弧尺寸、橡膠襯層厚度和襯層材料性能幾個(gè)方面出發(fā)，研究了不同因素對(duì)水潤(rùn)滑橡膠合金軸承潤(rùn)滑性能的影響。
　　 流固耦合的求解結(jié)果表明，在偏心率小于等于1的情況下，水

4、潤(rùn)滑橡膠合金軸承的承載能力普遍較低（計(jì)算范圍內(nèi)的最大比壓約為0.08MPa）；采用較小的過(guò)渡圓弧尺寸會(huì)增加收斂楔形的長(zhǎng)度，從而有利于承載能力的提高；在偏心率較大的情況下，較小的襯層厚度有助于水膜壓力的提高，其承載能力也相應(yīng)增大；在軸承剛性間隙相同的條件下，襯層材料彈性模量越低，對(duì)應(yīng)的水膜厚度越厚，但承載能力也會(huì)相應(yīng)降低。
　　 本文內(nèi)容是國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“大尺寸高比壓水潤(rùn)滑軸承的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法”（項(xiàng)目編號(hào)：50775