弹流润滑理论在凸轮机构设计中的应用

本文阐述了在凸轮机构设计中 ,建立弹流润滑的重要性 ,概要地介绍了弹流润滑理论 ,提出了凸轮接触表面之间形成油膜的条件 ,并举例进行了计算。     

弹流润滑理论在凸轮机构设计中的应用

本文阐述了在凸轮机构设计中,建立弹流润滑的重要性,概要地介绍了弹流润滑理论,提出了凸轮接触表面之间形成油膜的条件,并举例进行了计算。     

轴颈倾斜的径向轴承热弹性流体动力润滑分析

通过联立求解质量守恒的广义Reynolds方程、能量方程、固体热传导方程和固体变形方程,建立了轴颈倾斜的径向轴承三维热弹性流体动力润滑（TEHD）模型.在此基础上,深入研究了轴颈倾斜径向轴承的TEHD性能.结果表明,弹性变形和热变形都对轴颈倾斜径向轴承的性能具有显著影响.当只考虑弹性变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凸”的形状,且最大油膜压力减小;当只考虑热变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部“凹”的形状,且最小油膜厚度增大,但热变形对最大油膜压力的影响不大;当同时考虑弹性变形和热变形（即完整的TEHD模型）时,轴颈倾斜径向轴承的所有性能参数都发生了明显的变化,因此,对于重载高速的操作工况,有必要建立轴颈倾斜径向轴承的TEHD模型.     

考虑空穴和微观弹流润滑效应的连杆大头轴承热弹流混合润滑分析

基于多体动力学原理建立了考虑空穴效应和微观弹流润滑效应的连杆大头轴承热弹性流体动力混合润滑的计算模型,提出了穴蚀位置的识别方法,分析了轴承润滑状态并获得了轴承摩擦损失的热量分配方法.结果表明:连杆大头轴承处于混合润滑状态,其粗糙接触发生在上轴瓦顶部的两侧边缘;结合轴心轨迹、润滑油填充率、润滑油填充率的变化率和液动油膜压力变化率可以有效识别穴蚀位置;连杆大头轴承的平均摩擦功率为0.44kW,最大粗糙摩擦功率仅为111.1mW,但对其瞬时摩擦功率的监测并不能判断局部的润滑状态;大头轴承的润滑热量散失以热传导为主要方式.     

非正态粗糙表面部分润滑状态下挤压膜的研究

针对机械工程的摩擦表面,提出了非正态高度分布的三维粗糙表面的数值模拟方法,采用β函数描述轮廓高度分布的概率密度,为定量研究粗糙表面的摩擦学行为提供了手段。在此基础上,对粗糙矩形表面部分润滑时的挤压膜特性作了研究,分析了均方差高度、偏态系数、方向数和试件长宽比对沉降规律的综合影响,并对两种表面作了沉降实验,实验结果与理论结果有较好的吻合性。     

机械设计参数与弹流润滑

提高机械设计的质量,合理选择设计参数,不仅需要进行强度设计,而且需要进行摩擦学设计.本文应用弹性流体动力润滑理论计算齿轮、凸轮等线接触高副零件表面的润滑膜,来说明机械设计参数选择对机械产品设计质量影响的重要性.     

倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的等温弹流润滑分析

为了研究倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的共轭齿对在啮合传动过程中的润滑特性,在其啮合理论和弹性流体动力润滑理论的基础上,根据牛顿流体弹流润滑模型建立了倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的等温弹流润滑简化模型及线接触弹流数学模型,利用牛顿迭代法和牛顿-拉夫逊法进行了数值求解,得到了该传动副的油膜压力及油膜厚度曲线,并据此分析了滚柱半径、喉径系数、滚柱偏距、倾斜角对弹流润滑特性的影响。结果表明:该传动副具有较好的润滑性能;喉径系数和滚柱偏距是影响润滑特性的重要因素,滚柱半径和倾斜角对润滑特性的影响较小;蜗轮齿顶处的润滑效果优于蜗轮齿根处;要使传动副保持良好的润滑性能,喉径系数不宜过小,滚柱偏距不宜过大。     

润滑剂黏塑性引起的弹流润滑偏离经典理论——Ⅱ.润滑机制的边界

将等温纯滚动线接触弹流润滑,分别视润滑剂流变行为为黏弹性的、黏塑性的和非连续介质流体的3种润滑机制.给出了这3种润滑机制所在工况范围的边界的数学表达式,将其工况范围示于U-W润滑状态图.这种对润滑机制工况范围的区分对于研究弹流膜厚具有重要意义,更具体地表明弹流润滑膜失效的演变过程.     

微极性流体润滑的挤压膜轴承特性研究

对微极性流体润滑的纯挤压膜径向轴承的特性进行了研究. 求解了基于微极性流体理论的雷诺方程和轴心非线性运动方程,将微极性流体特征尺度和耦合数作为微极性效应的主要标志性参数,全面考察了牛顿流体和微极性流体对挤压膜轴承轴心运动规律和润滑性能所产生的影响. 结果表明:微极性流体降低了轴心运动的位移、速度和加速度,使得挤压膜轴承运行更加平稳; 同时减小了最大油膜压力,增大了油膜厚度,因而提高了挤压膜轴承的承载能力.     

织构对称性对润滑减磨性能影响的仿真和实验研究

基于雷诺方程建立单一织构动压理论模型,通过对理论模型求解研究织构对称特性对动压润滑性能的影响差异.此外,开展压裂泵柱塞密封副销、盘单元摩擦学实验,对比单元摩擦学实验结果讨论织构对称特性的影响.数值计算结果表明,不同对称特性下,动压润滑性能与织构最长边长和速度的夹角关系及速度的方向有关.摩擦实验结果表明,基于捕获磨屑、补充润滑介质的作用机理,不同织构对称特性条件下,均表现为织构垂直速度方向边长越长、织构表面的摩擦磨损性能越好.     

高速推力盘热弹流润滑性能的研究

从推力盘的实际工作情况出发，用数值计算联立求解雷诺方程、弹性位移方程、油膜厚度方程、润滑油粘度和密度方程、速度方程、能量方程以及界面温度方程，得出了高速工况下推力盘热弹流润滑接触问题的完全数值解，计算出平均速度、载荷、锥角、润滑油粘度与推力盘最小油膜厚度的关系，并以Сапвыков的实验结果对文中数值计算结果进行了验证     

轴向柱塞泵滑靴副动压承载特性研究

对轴向柱塞泵滑靴副稳态工况下动压承载规律展开了理论和试验研究,考虑了滑靴所受离心力等倾覆力矩的影响,结合了滑靴实际受力情况,建立了稳态工况下滑靴副摩擦动力学模型,研究了滑靴底面油膜动压承载规律.结果表明,滑靴与斜盘之间总是形成楔形收敛间隙,有利于滑靴副动压油膜的形成,滑靴倾斜方位角基本稳定在170°左右.试验结果较好地验证了仿真结果.      

凸轮传动的失效与摩擦学分析

凸轮传动主要被应用于机械控制系统，控制精度是其凸轮机构设计的主要内容，初始精度是由凸轮廓线的精确设计来保证，摩擦磨损问题是凸轮传动系统正常工作的重要条件，是凸轮传动失效的重要因素，决定系统的使用寿命。综述和分析凸轮传动的失效方式及摩擦学设计的基本问题。     

静液挤压过程中的润滑研究

研究静液挤压过程中的润滑状态及流体动力润滑形成的速度条件。由塑性加工润滑理论提出了静液挤压过程中的３种润滑状态,通过Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程推导了形成流体动力润滑的临界速度计算公式。     

弹性流体动力润滑状态下滚动轴承摩擦的分析

基于非牛顿弹性流体动力润滑(弹流润滑)点接触问题的数值求解方法,对深沟球轴承滚动体与滚道椭圆接触的稳态与瞬态润滑问题进行了分析.依据油膜压力与油膜厚度的数值计算结果,讨论了接触表面粗糙度、表面几何形态(粗糙表面峰谷高度)、滑滚比、接触力以及滚动速度等参数的改变对润滑深沟球轴承摩擦系数的影响.结果表明:表面粗糙度的改变对摩擦系数的影响较小;粗糙度一定时,表面几何形态的差别对摩擦系数影响较小;摩擦系数随着滑滚比的提高而增大;接触力与滚动速度的提高导致摩擦系数增大.     

Numerical Analysis of the Hydrodynamic Lubrication of Micro-grooved Friction Pair

A growing interest is given to the hydrodynamic lubricated friction pair with surface textured. Because of its relatively simple processing methods and low manufacturing costs,micro-groove has become the most valuable form of surface texture,and definitely has broad application prospects in mechanical engineering. Based on numerical simulation,the present study aims to examine the effects of surface forms and cross-section types of micro-groove on the hydrodynamic lubrication performance,and to find out the optimal structural parameter for designing logical micro-grooves. Different surface form and cross-section types are designed to maximize the texture hydrodynamic effect. The average pressure of such microgrooved surface is evaluated in detail,and the variation trends with changes of the length of micro-groove,lp,or the depth,hp,are discussed. The theoretical results show that micro-grooves with rational design contribute to the improvement of hydrodynamic lubrication performance of friction pair largely. For a specific micro-grooved friction pair,the optimal surface form and crosssection type make the lubrication performance best.     

润滑条件下钢/钢滑动摩擦副P-V图的研究

在球盘式摩擦磨损试验机上，采用阶梯加载方式，测定了润滑条件下钢／钢滑动摩 擦副的临界载荷－速度（Ｐ－Ｖ）图，分析了Ｐ－Ｖ图各区域的摩擦磨损特性。试验发现， 边界润滑不仅出现在低速下，在高速下也同样存在。根据俄歇能谱及铁谱分析结果，可 以证明氧化膜对润滑状态转化起着决定性的作用。     

基于滑移/非滑移异质界面的动压润滑性能优化

合理布置的滑移/非滑移异质界面可以提高流体动压润滑性能,但目前滑移区和非滑移区的组合方式大多采用单一的直线拼接法,没有针对流体润滑摩擦副的各类工况设计出相应的优化方案,为此本文建立了一组离散式二次方程来描述滑移区和非滑移区拼接轨迹,并引入计算域单元的宽长比作为优化变量,分别以液膜刚度和摩擦因数作为优化目标,通过MATLAB数值仿真求解不同宽长比条件下滑移区和非滑移区的最优拼接轨迹。结果表明,与直线拼接法相比,选取二次方程所描述的抛物线作为滑移区和非滑移区拼接轨迹的方法使流体润滑摩擦副在摩擦因数和液膜刚度等性能指标上都有所改善,而且根据不同的优化目标参数可以方便地绘制出最优拼接方案,验证了本文方法在改善动压润滑性能上的可行性和普适性。