局部表面織構(gòu)徑向滑動軸承的潤滑性能研究.pdf

1、表面織構(gòu)可以改善摩擦副的摩擦學(xué)性能，在機(jī)械密封、缸套-活塞環(huán)、推力軸承等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用，但在徑向滑動軸承方面，目前仍處于理論和實(shí)驗(yàn)研究階段。
　　為了開展表面織構(gòu)在徑向滑動軸承的應(yīng)用研究，改善軸承的潤滑性能，應(yīng)用ADINA軟件建立表面織構(gòu)軸承有限元模型，探討表面織構(gòu)的材料、形狀、尺寸、布置位置，以及材料變形（彈性變形和熱變形）、運(yùn)行工況等參數(shù)對軸承潤滑性能的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行織構(gòu)軸承試驗(yàn)研究，驗(yàn)證理論分析的正確性

2、與可靠性。研究工作和成果如下：
　　（1）建立了徑向滑動軸承潤滑性能計算模型，對比了采用完整油膜和下半油膜計算得到的軸承潤滑性能，兩種模型結(jié)果誤差約為2％。結(jié)果表明，采用下半油膜代替完整油膜的計算方法可行，可節(jié)省大量時間，加密網(wǎng)格能得到更精確解。
　　（2）在下半軸瓦上設(shè)計了若干種局部織構(gòu)布置情況，分析了織構(gòu)布置位置對軸承潤滑性能的影響。計算表明，織構(gòu)布置位置對軸承承載力有重要影響。當(dāng)織構(gòu)布置在油膜入口區(qū)域或發(fā)散區(qū)域時，可提

3、高油膜承載力。入口區(qū)域的淺凹坑織構(gòu)更有利于提高油膜承載力，而發(fā)散區(qū)域織構(gòu)情況剛好相反。最大壓力區(qū)域的織構(gòu)不會提高油膜承載力。當(dāng)部分織構(gòu)位于油膜入口區(qū)域或出口區(qū)域時，可以降低軸承摩擦因數(shù)。
　?。?）分別建立了局部表面織構(gòu)軸承性能計算的剛性模型、流-固耦合模型和熱-流-固耦合模型，分析了材料的彈性變形、熱變形和潤滑油粘度對軸承潤滑性能的影響。結(jié)果表明：僅計入材料彈性變形時，織構(gòu)軸承承載性能下降，彈性模量越小的材料，其變形量越大，承載

4、力下降越多。同時計入軸瓦材料的彈性變形和熱變形時，軸瓦上油膜承載力比僅計入彈性變形時增大。計入潤滑油粘度隨溫度變化時，承載力隨著滑油溫度的升高而下降，潤滑油粘度成為影響承載力變化的主要因素，熱變形其次，彈性變形的影響最小。不同材料軸瓦的摩擦因數(shù)隨潤滑油溫度升高而下降，白合金軸瓦的摩擦因數(shù)最小，非金屬材料軸瓦摩擦因數(shù)較大。
　　（4）開展了織構(gòu)軸承潤滑性能試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，在低載荷時，完全織構(gòu)和局部織構(gòu)軸瓦的摩擦因數(shù)均低于無織